用光遗传学修改小鼠的记忆

【字体: 时间:2016年02月25日 来源:生物通

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  最近,英国牛津大学的一组研究人员,首次在哺乳动物中引起了联想记忆的外部解码。研究人员在《Nature Neuroscience》杂志上发表的研究中,描述了他们是如何在测试小鼠中引起联想记忆形成,以及他们用来记录它的技术,使记忆被删除。

  

生物通报道:最近,英国牛津大学的一组研究人员,首次在哺乳动物中引起了联想记忆的外部解码。研究人员在《Nature Neuroscience》杂志上发表的研究中,描述了他们是如何在测试小鼠中引起联想记忆形成的,以及他们用来记录它的技术,使记忆被删除。

当科学家们继续研究大脑时,他们正在了解更多关于“存储或消除记忆的方法”的信息,仅仅在两年前,麻省理工学院(MIT)的一个团队发现,他们可能导致小鼠大脑中形成记忆,从而强迫它记住从未发生过的事情(MIT科学家将不存在的恐怖回忆植入小鼠大脑)。在这项新的研究中,研究人员已经找到了一种方法,使小鼠停止将某个房间与一段愉快经历——记录联想记忆的一种方式——联系起来。

这些实验包括,首先通过在一个房间里放置少量的可卡因,使测试小鼠产生联想记忆。在很短时间后,相比较另一个房间——那里只提供盐水溶液,小鼠更喜欢放置少量可卡因的房间。接下来,研究人员确定了小鼠海马区中与愉悦记忆相关的位置细胞(place cell)。这使得他们能够对小鼠进行基因改造,使这些细胞成为光敏感的细胞。该小组将光纤电缆插入脑区,并将其打开,同时,再一次允许小鼠进入曾经放置可卡因的房间,他们发现小鼠不再喜欢有生理盐水的房间——联想记忆已经消失了。研究小组还发现,其他无关的放置细胞变得活跃,这会导致小鼠在不知不觉中创建一副新的认知图,与曾经有愉快记忆的房间没有关联。

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该研究小组称,他们这是首次使用外部技术重新编码哺乳动物的记忆。他们指出,这也印证了什么是所谓的记忆痕迹理论,这种理论认为,记忆被生物物理地储存,由于脑区内的生化改变而出现。

光遗传学使得人们能够通过光线来操控神经元,这一技术入选了The Scientist评选的2015年重大技术进展。科学家们通过结合光遗传学控制神经元与光遗传学读出它们的活动,正在继续改进这一技术。也相继有研究利用光遗传学这一技术,来操控记忆。

光遗传学重大突破,操纵记忆不再是幻想
《记忆裂痕Paycheck》的主人公在完成一个秘密项目之后接受了记忆删除,结果他的整个生活都陷入了危机。现在,科学家们不仅能够抹去一段记忆,还可以重新激活它,操纵记忆已经不再是科幻片中的狂想。Nature:光遗传学重大突破,操纵记忆不再是幻想

光遗传学重要成果:让坏记忆变美好
来自麻省理工学院的一项新研究揭示了控制记忆与正面或负面情感关联的大脑回路。此外,研究人员还发现采用光遗传学(optogenetics)——一种利用光线来控制神经活动的技术,可以倒转特殊记忆的情感联系。诺奖得主Nature光遗传学重要成果:让坏记忆变美好

用光操纵记忆?
加州大学戴维斯分校神经科学中心和心理学系的研究人员,利用光消除了小鼠脑中的特定记忆,并证明了一个关于“大脑不同部分如何共同工作来检索情景记忆”的基本理论。相关研究结果发表在《Neuron》杂志。Neuron:用光操纵记忆?

利用光即可抹去痛苦记忆
由美国斯坦福大学的卡尔•迪瑟洛斯(Karl Diesseroth)首次倡导的光遗传学(optogenetics)是一项利用光操控和研究神经细胞的新技术。光遗传学技术自问世后迅速成为研究大脑功能的标准方法。美国科学家让记忆操控成真 利用光即可抹去痛苦记忆

光遗传学开创性成果:找回“丢失”的记忆
利用光来激活一些脑细胞可以唤回因遗忘而“丢失”的记忆。在发表于2015年5月29日《科学》(Science)杂志上的一篇论文中,来自麻省理工学院的研究人员透露利用一种称作为光遗传学(optogenetics)的技术,他们能够重新激活以其他方式无法恢复的记忆。诺奖得主Science光遗传学开创性成果:找回“丢失”的记忆

光遗传学突破:用光提高记忆力
随着一个新的植物-人混合蛋白分子(称为OptoSTIM1)的产生,迅速发展的光遗传学领域又获得了一个突破性的进展。来自韩国先进科技学院(KAIST)、韩国基础科学院(IBS)认知和社会性中心的一个研究小组,将相关研究结果发表在2015年九月十四日的《Nature Biotechnology》。光遗传学突破:用光提高记忆力

(生物通:王英)

生物通推荐原文摘要:
Recoding a cocaine-place memory engram to a neutral engram in the hippocampus
Abstract: The hippocampus provides the brain's memory system with a subset of neurons holding a map-like representation of each environment experienced. We found in mice that optogenetic silencing those neurons active in an environment unmasked a subset of quiet neurons, enabling the emergence of an alternative map. When applied in a cocaine-paired environment, this intervention neutralized an otherwise long-lasting drug-place preference, showing that recoding a spatial memory engram can alleviate associated maladaptive behavior.

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