神经学家发现可以逆转与记忆相关联情绪的神经元

——MIT的研究同时确定了将情感连接到记忆的大脑回路

此图片描绘了注射部位，并在大脑研究的两个领域中表达了病毒结构：海马体的齿状回（中部）和基底外侧杏仁核（底角）。

图片由研究人员提供

大多数记忆具有某种与它们相关联的情绪：回顾你在海滩度过的一周可能会让你感到幸福，然而反思被人欺负的经历会激起更多的负面情绪。

一项来自MIT神经科学家的新研究显示了这种“控制记忆如何变得与积极或消极的情绪联系在一起”的大脑回路。此外，研究人员发现，他们可以通过控制脑细胞的光遗传学逆转特定记忆的情感关联——即利用光来控制神经元活动的技术。

8月27日出版的《自然》所描述的研究结果也已证明，连接海马体和杏仁核的神经元回路在将情绪与记忆相关联的过程中起着至关重要的作用。研究人员说，该回路可以为新的药物提供一个目标，以帮助治疗如创伤后应激障碍类的疾病。

“在未来，人们也许能找到一些方法，帮助人们比记忆负面事件更强烈地记住正面事件，”神经科学和生物学的Picower教授，在MIT针对“学习和记忆”的Picower研究所致力于神经回路遗传学研究的MIT-理化学研究中心的负责人，同时也是该论文的资深作者Susumu Tonegawa说到。

该论文的主要作者是MIT 的Howard Hughes医学研究所博士后Roger Redondo和MIT生物系研究生Joshua Kim。

移动记忆

记忆是由许多存储于大脑不同部位的成分所组成。一段记忆的背景中，包括事件发生的位置信息的记忆，被存储在海马体细胞中，而连接到情感的记忆被发现于杏仁核中。

此前有研究已表明，记忆的许多方面，包括情感关联，是可塑的。心理咨询师已经利用这点来帮助治疗罹患抑郁症和创伤后应激障碍症的患者，但神经回路的基础属性如可塑性等尚不明确。

在这项研究中，研究人员采用了一项他们最近设计的实验技术开始探索这种可塑性。该技术使他们能够对编码了一个特定记忆或记忆痕迹的神经元进行标记。为了实现这一目标，他们标号了在记忆形成过程中被激发的海马体细胞。此记忆形成过程里存在一种名为channelrhodopsin的光敏蛋白。从这一点来看，不论何时只要这些细胞被光激活，实验小鼠就会回想起被这组细胞编码的记忆。

去年，Tonegawa的实验室使用这种技术通过重新激活记忆痕迹来给小鼠植入或是说使其“摄取”虚假记忆，同时使小鼠经历不同的体验。在这项新研究中，研究人员希望研究出一段记忆的背景如何变得与一种特定的情感相连接。首先，他们采用自己的印迹标签方案标记神经元。这神经元要么与一段有益的经历（对于雄性鼠而言，正与一雌鼠交往）相关，要么与不愉快的经历（一种温和的电击）相关。在这第一组实验中，研究人员在海马体的称为齿状回的部分标记记忆细胞。

两天后，将小鼠置于一个大矩形的舞台上。三分钟后，研究人员记录下小鼠们自然首选的哪一半舞台。然后，对于已接收的恐惧条件反射的小鼠，每当小鼠进入优选的一边，研究人员就用光刺激齿状回中标记的细胞。小鼠很快就开始避开该区域，这显示出恐惧记忆已成功激活。

奖励记忆也被重新激活：对于被给予奖励训练的小鼠，每当它们进入条件较差的一边，研究人员就用光刺激它们，于是它们很快就开始更长时间地置身于那里，回想愉快的记忆。

几天后，研究人员试图逆转老鼠的情绪反应。对于原先已接收恐惧条件反射的雄性小鼠，当它们花时间与雌鼠在一起时，他们用12分钟的光照激活涉及恐惧记忆的记忆细胞。对于最初收到奖励训练的小鼠，当它们受到轻微电击时激活其记忆细胞。

接下来，研究人员再次把小鼠放入大的双区域舞台。这时候，那些原本被进行恐惧训练并已避开舞台内庭的一边（在此处它们的海马体细胞曾被激光激活）的小鼠，现在当它们的海马体细胞被激活时，它们开始花更长的时间置身于这一边，取代了恐惧，而是显示出一个愉快的联想。这种逆转也发生在从奖励到担心训练的小鼠身上。

改变连接

然后，研究人员进行了一组相同的实验，但是在基底外侧杏仁核（参与处理情绪的区域）中标记了记忆细胞。这一次，他们无法通过重新激活这些细胞诱发切换——小鼠继续按照当记忆细胞首次被标记时其被训练的样子来作出反应。

研究人员说，这表明，情感联想，也称为（心理）效价，是被编码于将海马体齿状回连接到杏仁核的神经回路上的。一个恐惧的经历加强了海马体印迹和杏仁核中恐惧编码细胞之间的连接，但这种连接以后可被削弱，同时形成海马体和编码了积极联想的杏仁核细胞之间的连接。

“海马体和杏仁核之间连接的可塑性在记忆效价的切换中起着至关重要的作用，” Tonegawa说到。

这些结果表明，虽然齿状回细胞对于情感是中性的，但个体杏仁核细胞能够预先承诺编码恐惧或奖励记忆。研究人员目前正在试图发现这两种类型杏仁核细胞的分子特征。在为了药物治疗抑郁症和创伤后应激障碍而确定新目标的希望中，他们还在探究是否重新激活愉快的回忆会对抑郁症有什么影响。

加利福尼亚州技术研究所的生物学教授David Anderson说，这项研究对于神经科学家的大脑的基本理解作出了重要贡献，也对治疗精神疾病有着潜在影响。

 “这是在神经回路水平，用于分析过程（诸如学习和记忆）的以现代分子生物学为基础的一大力作。它是我所见过该类型中最复杂的研究项目之一，”他说。

该项目是由理化学研究脑科学研究所、Howard Hughes医学研究所以及JPB基金会赞助。

原文链接：

http://newsoffice.mit.edu/2014/brain-circuit-links-emotion-memory-0827

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