马克斯普朗克佛罗里达神经科学研究所的研究人员发现了在大脑中形成长期记忆的新途径。他们的研究表明,长期记忆可以独立于短期记忆而形成,这一发现为理解与记忆相关的疾病开辟了令人兴奋的可能性。
我们的大脑孜孜不倦地将我们的经历记录到记忆中,创造出我们日常事件的表征,这些表征会在短时间内与我们在一起。目前关于记忆形成的科学理论表明,短期记忆储存在我们可以想象的大脑中的临时艺术展览中,然后被清除以代表新经历。这些短期记忆中的一小部分——那些与我们最相关的——被转移到一个更永久的展览中,我们的长期记忆,在那里它们被存储几天,几年,甚至几十年。
最流行的理论认为这是一个线性过程。我们的经历被编码成短期记忆,然后巩固成长期记忆。然而,Myung Eun Shin博士、Paula Parra-Beuno博士和MPFI科学主任Ryohei Yasuda博士的一项新研究表明,可能还有另一种形成长期记忆的方法。
研究小组专注于神经元中一种叫做CaMKII的特殊酶,它对短期记忆的形成至关重要。此前,他们开发了一种光遗传学方法,利用光暂时使CaMKII失活。有了这个工具,研究小组开始利用光来阻止老鼠的短期记忆形成。
老鼠更喜欢黑暗的空间,当被给予选择时,它们会立即从明亮的空间进入黑暗的空间。然而,如果一只老鼠在一个特定的黑暗空间中受到惊吓,恐惧经历的记忆会改变它的行为,老鼠会避免再次进入黑暗空间。当研究小组使用他们的工具来破坏记忆形成时,即使是那些一小时前经历过可怕经历的老鼠也会进入黑暗的空间,这表明它们对经历没有记忆。科学家们成功地阻断了短期记忆的形成。
接下来发生的事情让研究小组感到惊讶。一天,一周,甚至一个月后,这些老鼠改变了它们的行为,以避开它们以前害怕的地方。那些在恐怖经历发生一小时后似乎不记得的老鼠,在之后的时间里显示出明显的记忆证据。换句话说,阻断事件的短期记忆并不会干扰长期记忆。
“我们最初对这一观察结果感到非常惊讶,因为它与我们认为的记忆形成方式不一致。我们认为没有短期记忆就不可能对一件事有长期记忆。然而,当我们重复这些实验并使用多种工具和方法来验证我们的发现时,我们被说服了,”Shin博士描述道。“长期记忆的形成不是一个需要短期记忆的线性过程,而是一个绕过短期记忆而形成长期记忆的平行途径。”
这项研究改变了记忆如何在大脑中形成的模型。重大的科学进步往往是在之前的理解模式被推翻之后出现的,研究小组很兴奋地看到这条研究路线将把他们带向何方。
“这项新发现改变了我们的认识。我们现在正在研究这个新发现的形成长期记忆的途径是如何发生的。安田博士说:“我们很高兴看到我们能学到什么,以及这对保持长期记忆的保留意味着什么,即使短期记忆因衰老或认知障碍而受损。”