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中科院昆明动物所等发现记忆提取新机制

科普小知识2022-07-10 19:07:29
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中国科学院昆明动物研究所研究员徐琳领导了学习和记忆研究实验室,该实验室与许多科研机构密切合作,发现了记忆“快速泛化”的新现象。通过揭示其神经回路的机制,提出了记忆提取的“快速泛化理论假说”。12月19日,相关研究成果发表在《自然通讯》上。

记忆有三个过程:编码、存储和提取。神经科学未来的最终目标之一是揭示记忆储存和提取的神经机制。目前,对记忆编码和存储的神经机制已经取得了一系列的研究成果,但是对记忆提取的神经机制却知之甚少。

“记忆编码精确理论”认为,最有效的记忆提取是在编码时使用相同的条件,包括地理位置、周围环境以及个体的生理和心理状态等。这种现象被称为“记忆的精确提取”。然而,正如古希腊哲学家赫拉克利特的名言,“没有人能两次走进同一条河”,因为河流和人都随着时间而变化,也就是说,记忆的准确提取很少发生。在大多数情况下,记忆提取依赖于泛化,即使用编码和提取之间的部分匹配或相似性来提取记忆。从某种意义上说,理解“记忆的广义提取机制”在大多数情况下回答了记忆的提取机制。

令人困惑的是,过去的研究报告发现,记忆形成后需要2-4周才能形成记忆的概括和提取能力。由于它类似于记忆的储存时间,许多理论假说认为记忆的概括和提取能力是缓慢形成的。昆明动物研究所记忆实验室的周恒博士和其他人发现,记忆的概括和提取可以在24小时内形成,甚至更快。他们将这一新发现命名为记忆提取的“快速概括”,并发现了快速概括神经回路的机制。这一发现为理解与记忆异常相关的神经系统疾病的机制提供了理论基础。

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,简称AD)是目前全球社会关注的焦点之一,目前仍缺乏有效的预防和治疗措施。临床研究表明,在不影响早期阿尔茨海默病患者“准确提取记忆”的情况下,记忆的泛化和提取能力受到严重损害。

相反,战争和地震等不可抗拒的灾难会导致创伤后应激综合症。其临床特征之一是,当患者面临灾难并经历类似的环境条件时,他们的大脑会不由自主地“回放”带有情绪变化的恐惧场景。这是记忆提取过度泛化的典型例子。

此外,早期应激生活事件可能导致绝望、自责和自责等“消极记忆”的形成,这些与抑郁症的发生密切相关。根据周恒的快速概括理论假说,可以推断出“负记忆”可能从过去转移到现实生活中,从而产生“自动否定思维”。记忆提取的过度泛化可能是抑郁症患者的认知模式特征。

在日常生活中,人们都知道“第一印象”作为记忆的重要性,它会无意识地影响人们后续的认知模式,也是记忆提取的一种泛化现象。周恒等人发现的快速泛化神经机制和提出的理论假说,为理解生理和病理条件下大脑的工作模式提供了新的思路。

研究成果由昆明动物研究所、中国科学技术大学、同济大学、复旦大学、中国科学院武汉物理数学研究所、中南大学湘雅第二附属医院、以色列海法大学、中国科学院脑科学与智能技术英才中心、苏州大学昆明动物研究所-药学院等共同完成。这项研究工作得到了国家重点基础研究发展计划(973计划)和中国科学院科技战略试点项目B的支持。(郭爽)