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美國薩克研究所開發(fā)出一種新的記憶模型,能解釋人們在經歷一次事件后的幾小時里,神經元是怎樣選擇性地保留記憶的。據物理學家組織網近日報道,這一新框架提供了關于記憶機制的更完整過程,有助于人們進一步理解帕金森式癥、老年癡呆癥、外傷后抑郁、學習障礙等紊亂性疾病。相關論文發(fā)表在最近出版的《神經元》雜志上。
“以往的記憶模型是基于‘快速運動模式’而建立的。”薩克研究所弗朗西斯·克里克主席、霍華德·休斯醫(yī)學院研究員特瑞·謝諾夫斯基說。“我們的新記憶模型能夠將幾小時的經歷整合在一起,而不是幾個瞬間。”
過去幾十年來,神經科學家對長期記憶是怎樣存儲的已有很多研究。在記憶一些重大事件時,比如被一條狗咬了,腦細胞會被激活而迅速制造出大量蛋白質,以生成新的記憶。其中有些蛋白質會在特殊神經元的特定位置逗留幾個小時,然后才會被分解。這一系列“生化事件”讓我們能記住那次“狗咬事件”的重要細節(jié),比如是哪條狗、在哪個地方、是否需要看急診等等。
但以往建立的記憶模型還有問題,其中之一就是為何人們只能記住選擇性的細節(jié),而不是那一兩個小時里記憶窗體中的一切都被清晰記錄下來?謝諾夫斯基和論文第一作者、薩克研究所博士后研究員希安·奧唐納結合過去資料中的數(shù)據,開發(fā)出一種新的模型,把分子層面的發(fā)現(xiàn)和對記憶的系統(tǒng)觀察連接起來,詳細解釋了這一兩個小時記憶窗體是怎樣工作的。
奧唐納和謝諾夫斯基通過計算機模型顯示,雖然蛋白質是按照特定路線到達大量神經元的,但只有后來事件激活的神經元與最初事件發(fā)生時激活的神經元相同時,記憶才被保留下來。他們發(fā)現(xiàn),根據蛋白質在特定神經元和這些神經元周圍特殊腦區(qū)的空間位置,能預測哪些記憶被記錄下來。他們利用這種空間模式框架,把記憶作為時間和位置重疊的數(shù)學函數(shù),成功預測了記憶的保存。
“這項研究把記憶形成過程中,分子層面的變化與系統(tǒng)層面的變化聯(lián)系在一起。”奧唐納說,“已經建立的記憶時間窗體非常重要,而我們知道了這些內容是怎樣決定了它能否被再次回想起來。我們證明了一套連貫的想法,足以解釋現(xiàn)實世界中的某些現(xiàn)象。”
此外,新模型為人們理解記憶的歸納機制,夢境中記憶是怎樣形成的提供了一種可能的框架。
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