儘管進行了廣泛的研究,但大腦如何運作的許多方面仍然未知。
康乃爾大學的一組研究人員現已發現海馬體如何支持兩種記憶功能。
他們在一項針對老鼠的研究中發現,一種功能涉及記憶時間和地點之間的關聯,而第二種功能則是根據過去的經驗預測或規劃未來的行動。
「我們發現,兩種不同的神經編碼支持記憶和認知的這些非常重要的方面,並且可以像我們在實驗中所做的那樣分離,」神經生物學助理教授安東尼奧·費爾南德斯-魯伊斯說,在一份聲明中在康乃爾大學的網站上。
這可能有助於未來治療癡呆症和阿茲海默症患者的記憶問題。
使用“光遺傳學”
對於發表在科學科學家將注意力集中在海馬體上,這是大腦中記憶功能中扮演主要角色的區域。
他們使用光遺傳學(一種利用光打開或關閉細胞的方法)來控制大鼠大腦中神經元的活動。
透過將病毒注射到老鼠的大腦中,他們可以擾亂特定的神經元,從而破壞海馬體的某個區域,例如用於學習新行程的區域。
費爾南德斯-魯伊斯表示,沿著這樣的路線的步驟序列「在大腦中被編碼為一系列細胞放電」。
「我們將來記住這一點的方式是,當我們睡覺時,會重播相同的活動序列,因此編碼[路徑]的相同神經元將以相同的順序激發,」他補充道。
研究人員觀察到,由於混亂,神經元無法在睡眠期間鞏固記憶。結果,老鼠雖然能夠記住出發點和到達點,但無法記住路徑。
研究小組解釋說:“記憶的聯想部分得以保留,但預測部分卻丟失了。”
在他們的一項實驗中,老鼠必須探索迷宮,當它們設法找到一條新路徑時就會得到獎勵。老鼠不記得如何獲得獎勵。
然而,當獎勵與精確位置相關時,即使預測功能不起作用,聯想記憶也會起作用。
對未來的希望?
記憶喪失是阿茲海默症和其他形式失智症的關鍵症狀。阿茲海默症的身體症狀之一是海馬體尺寸縮小,這種縮小可能在疾病首次症狀出現前數年出現。
研究人員表示,這項研究有助於理解“記憶關聯如何發展成對世界的預測性表徵,並有助於調和以前對海馬功能的不同看法。”
費爾南德斯-魯伊斯說:“通過觀察患者出現哪種類型的記憶缺陷,我們可以嘗試推斷哪種類型的潛在神經元機制受到損害,這將有助於我們制定更有針對性的干預措施。”