为什么痛苦的记忆更难忘？《Science》炫酷技术提供新答案

新技术揭示，某些神经元之间的连接在强化记忆时会变得更强、更密集。

　　

二十世纪初，德国科学家Richard Semon发明了“心理印迹（engram）”一词来描述大脑记忆中所假想的物理表征。

20世纪40年代，加拿大心理学家Donald Hebb提出，当神经元编码记忆时，engram细胞之间的突触（synapses）会被增强。这是一个著名的理论：一起放电的神经元串联在一起（fire together, wire together）。

从此，这两个理念被作为记忆研究的基石，全世界的科学家都在寻找和积累证据来支持它们。

“Donald Hebb认为engram细胞本身并非储存记忆的关键部分，而是engram细胞之间的突触，”首尔国立大学的神经科学家Bong-Kiun Kaang说。“尽管很多间接证据表明，该进程是记忆形成的基础，例如长时程增强效应（通过同时激活两个神经元连接性增强），但一直缺乏直接证据。”

其中一个关键问题是缺乏直接观察工具。

为了克服这个限制，Kaang和同事采用携带不同荧光蛋白的重组DNA病毒标记小鼠脑内的engram细胞和非engram细胞，从而精确地指出哪种类型细胞与突触后神经元相连。

Dual-eGRASP的技术开发过程并不容易。Kaang说，从方法研发到苦练实验工艺他们耗费了将近10年。直到2年前，他们才最终获得了令人满意的结果。

“我对……作者们用来识别不同神经元群间突触的工具印象非常深刻，”加州大学戴维斯分校的神经学家Brian Wiltgen说。他在写给《The Scientist》的信中说道。“超酷！”

文中，Kaang和他的团队首次将重组DNA注入小鼠海马（涉及记忆形成的关键脑区）。然后，使用恐惧调节实验训练小鼠将特定环境与触电联系起来。

在显微镜下探索小鼠大脑时，研究人员观察到engram细胞之间的突触被增强了：engram细胞之间的树突（形成突触的神经元投射）比非engram细胞之间的更大、更密集。

此外，暴露于强电击下的小鼠的突触连接性比弱电击下的更强。没有参与这项研究的（丹麦）奥胡斯大学神经科学家Sadegh Nabavi 评价：“这项研究非常好，它表明难忘记忆形成并非因为招募了更多神经元，神经元数量都是相似的，不同的是突触密度更高、直径更粗、尺码更大。”

用Wiltgen的话讲这项研究“赶超了前人的工作，它表明训练过程让一小群海马神经元串联在了一起‘wire together’，从而形成了新记忆。”

“这是世上首个标记engram和非engram细胞特定突触输入的实验。此前，科学家们已经发现记忆形成过程中engram细胞之间存在新突触连接。但是，这款新工具为观察清醒活动着的小鼠的engram细胞突触活性提供了激动人心的可能性。我相信，不久以后一定就能实现。”

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原文检索：Interregional synaptic maps among engram cells underlie memory formation

（生物通：伍松）