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大脑节省记忆存储空间有妙招

日前,中科院上海生命科学研究院神经科学研究所所长蒲慕明课题组科研人员不仅发现了大脑存储恐惧记忆的重要神经通路,而且找到了成年大脑存储记忆的基本规律。相关研究论文于9月5日在线发表在《自然·神经科学》杂志上。

据介绍,动物对于恐惧的记忆,一部分是先天的,比如老鼠闻到猫的气味就会害怕,另一部分则是习得的,当一种声音与恐惧联系在一起时,只要再次听到这种声音,动物就会重新陷入惊恐之中。

很多恐惧记忆的形成,与大脑中附着在海马末端的杏仁核息息相关。这是一个产生、识别和调节情绪,并控制学习和记忆的脑部组织。此前,科学家认为,小鼠听觉恐惧的信息会从大脑的听觉感觉区流向杏仁核的侧杏仁核,再通往下游直接控制运动的区域,由此产生恐惧反应,而从杏仁核回到感觉皮层的投射,只有在猕猴等灵长类动物中存在。

蒲慕明课题组的杨扬副研究员、刘丹倩博士等科研人员,在浏览小鼠大脑联接图谱的时候,发现小鼠听皮层也有来自侧杏仁核的投射。进一步研究发现,从侧杏仁核投射回大脑初级听觉皮层的这个神经回路一旦被抑制,小鼠就不那么害怕原先非常恐惧的声音了。

据专家介绍,大脑中有数以千亿计的神经元,每个神经元都与上千个同伴相连接,它们之间传递信号,就是通过突触完成的。在此项研究中,科研人员通过荧光标记,发现侧杏仁核-听皮层的突触在经过恐惧训练后,明显增多了。成年大脑中的神经元数量不会变化,而突触却可变大、变小,形成或消失。科研人员通过观察还发现,98%以上新形成的突触都遵循“部分新增”的规律。这些新突触往往由旧有突触改造而来,不仅可以节省空间、细胞能量,还可节省结构蛋白的数量。杨扬说:“我们在所有与学习有关或无关的突触变化中,都看到了这个现象,所以这可能是成年动物大脑中突触形成的普遍规律。”(记者胡德荣)

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