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大腦有“專線”處理時空信息

  • 發(fā)布時間:2015-09-25 03:29:45  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  科技日報北京9月24日電 (記者常麗君)一段記憶通常包含何事、何時、何地三要素。最近,美國麻省理工學院(MIT)科學家發(fā)現(xiàn)大腦中有一個特殊線路,能處理記憶要素“何時”與“何地”。該線路在一個叫做內(nèi)嗅皮質的腦區(qū),緊鄰海馬體,能把“位置”和“時間”分成兩股信息流,負責傳遞這些信息的神經(jīng)元稱為“海洋細胞”和“島細胞”。

  海馬體是記憶形成的關鍵腦區(qū)。以往模型認為,海馬體能把時間信息從皮質信息中分開。而新研究顯示,這些信息在到達海馬體之前就已經(jīng)被分開了。論文責任作者之一、MIT腦與認知科學研究生孫晨(音譯)說,這表明在海馬體上游有對分的功能,可把信息一分為二,一條路向海馬體輸入時間信息,而另一條輸入情境表征。“海洋細胞對情境表征非常重要。當你在圖書館、過馬路、坐地鐵時,這些事件在記憶中有著不同情境。”

  在以往研究中,論文高級作者、日本理研-MIT神經(jīng)線路遺傳學中心主管利根川進(音譯)和同事識別出了島細胞和海洋細胞,并發(fā)現(xiàn)島細胞的放電頻率取決于動物移動的速度,大腦要形成對兩個相繼發(fā)生事件的連續(xù)記憶,島細胞必不可少。而在新研究中,他們發(fā)現(xiàn)要形成代表事件發(fā)生地點的位置表征,海洋細胞也必不可少。

  據(jù)物理學家組織網(wǎng)23日報道,研究人員讓小鼠執(zhí)行區(qū)分兩個不同環(huán)境或把兩個有時間關聯(lián)的事件聯(lián)系起來的任務,利用熒光分子標記和光基因學技術,控制并觀察小鼠神經(jīng)元活動及其行為變化。他們發(fā)現(xiàn),當抑制海洋細胞活動時,小鼠無法把特定環(huán)境和腳部受過電擊的恐懼記憶聯(lián)系起來;而控制島細胞,能延長或縮短記憶中關聯(lián)事件之間的時間跨度。以往實驗表明島細胞能幫動物辨別空間方向,新實驗表明海洋細胞能幫小鼠確定它某個時間在哪里。

  研究人員還發(fā)現(xiàn),這兩個從內(nèi)嗅皮質區(qū)出來的信息流會進入海馬體的不同部位:海洋細胞將信息送到CA3細胞和齒狀回區(qū),島細胞則發(fā)送到CA1細胞。相關論文發(fā)表在23日的《神經(jīng)元》雜志上。

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