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博雯 發(fā)自 凹非寺量子位 | 公眾號(hào) QbitAI

為啥恐怖片看完了老是忘不掉？

科學(xué)家們觀察了**活體大腦”中的記憶形成過程后，得出了答案。

你沒聽錯(cuò)，確實(shí)是在肉眼觀摩了全程后發(fā)現(xiàn)：

大腦會(huì)用不同的編碼途徑形成不同類型的記憶，比如像恐怖片這種會(huì)造成心理創(chuàng)傷的記憶，就會(huì)選擇一種簡單粗暴的做法——

直接剪掉大腦皮層中的某些突觸，并在其他區(qū)域生成新的突觸。

就像是盆栽的修剪和移植一樣。

這項(xiàng)研究引起了諸多熱議，獲得了500+的熱度：

目前，這項(xiàng)研究已經(jīng)登上PNAS：

肉眼觀測“恐懼”形成過程

科學(xué)家們選擇了斑馬魚作為研究對(duì)象。

這種生物在幼年期是全身透明的，非常易于觀察。

并且，雖然沒有哺乳動(dòng)物負(fù)責(zé)聯(lián)想記憶的杏仁核（amygdala），但有一個(gè)功能類似的大腦皮層區(qū)域。

對(duì)于記憶形成的過程，學(xué)界的有一種普遍認(rèn)知：

即大腦是通過調(diào)整神經(jīng)元之間連接的強(qiáng)度，修改突觸來形成記憶的。

為了讓這個(gè)過程可視化，科學(xué)家們通過基因工程讓斑馬魚產(chǎn)生神經(jīng)元，并加入了一種標(biāo)記蛋白，能夠在顯微鏡下觀察到熒光：

接下來，就是給斑馬魚人為地制造恐怖回憶了。

研究人員選擇了使用“巴浦洛夫的狗”的逆向版方法——

就像是狗最后被訓(xùn)練成聽到鈴聲就以為能夠獲得獎(jiǎng)勵(lì)，自動(dòng)分泌唾液一樣。

讓斑馬魚把光和不舒服的加熱聯(lián)系起來，最終形成一種恐懼心理，使斑馬魚看到光就游開。

接下來就是觀測這種回憶形成前后的不同之處。

首先，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在任何組中，記憶產(chǎn)生前后的熒光標(biāo)記的中位值都基本一致：

△t1為記憶前，t2為記憶后

這就意味著一個(gè)與預(yù)期相反的發(fā)現(xiàn)：突觸的強(qiáng)度并不會(huì)隨著學(xué)習(xí)行為而產(chǎn)生變化。

既然并沒有修改突觸強(qiáng)度，那么記憶到底是怎么形成的？

在產(chǎn)生了這種記憶的魚的腭部，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了華點(diǎn)：

腭部外側(cè)（這一區(qū)域含有在記憶形成和檢索期間活躍的神經(jīng)元）的突觸數(shù)量急劇增加，而腭部的內(nèi)側(cè)則主要發(fā)生突觸的喪失。

△青色為丟失，黃色為獲得

事實(shí)上，“記憶可以通過增加和刪除突觸形成”這一觀點(diǎn)以前也有相關(guān)研究，但都柏林圣三一大學(xué)的一位神經(jīng)科學(xué)家就表示：

這項(xiàng)研究中對(duì)大腦的“實(shí)時(shí)和大規(guī)模可視化”提供了令人信服的證據(jù)。

而研究團(tuán)隊(duì)則表示，他們希望這一研究能夠幫助他們了解較緊張、焦慮綜合癥，以及PTSD等疾病造成創(chuàng)傷的記憶機(jī)制，并能借此進(jìn)一步提出緩解這些疾病的治療手段。

作者介紹

論文有兩位共同一作William P. Dempseya和Zhuowei Du，兩位都來自南加州大學(xué)。

其中William P. Dempseya在加州理工大學(xué)獲得博士學(xué)位，現(xiàn)在是南加州大學(xué)分子與生物計(jì)算分部的一名博士后。

論文：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2107661119

參考鏈接：https://www.quantamagazine.org/scientists-watch-a-memory-form-in-a-living-brain-20220303/

標(biāo)簽： 恐懼記憶