前端丘脑才是“好记性”的关键所在_风闻

文/观察未来科技

众所周知，短期记忆形成于海马体，而稳定的长期记忆则是储存在大脑皮层中。如果海马体中的短期记忆不能被顺利地转移至皮层，那么，它们在不久后就会被从记忆中抹去，成为“忘却”的记忆。比如，储存于大脑皮层的几十年前的初恋，让人铭记终生；而停留于海马体那昨天刚尝试记住的人名，却遗忘殆尽。这不禁引发科学家的沉思：从短期记忆到长期记忆的中间过程到底是怎样的？

      ​前端丘脑——长期记忆关键区根据记忆巩固的经典模型，海马体中有新记忆形成后，便会训练大脑皮层储存长期的记忆。而要深入探索并深刻解析这段记忆迁移的过程，科学家则需要记录下大脑不同区域在这个为期数周的漫长过程中的神经元活动。而这是存在技术障碍的：电生理研究可以同时记录多个脑区的活动，但无法持续数周；而传统的显微镜可以进行连续记录，但聚焦的区域有限。

对此，来自洛克菲勒大学的研究团队开发了一种全新的单细胞分辨率多区域成像技术，可以长期对不同脑区的单个神经元进行持续、同步的追踪。再结合精妙的小鼠实验设计，研究团队找到了形成长期记忆的关键区域——前端丘脑，即处理、巩固记忆的关键中转站。

       实验鼠的“迷宫局”

在这项研究中，作者为参与实验的小鼠设计了一个虚拟与现实交融的世界。通过投影，他们为小鼠打造了一座虚拟现实“迷宫”：小鼠沿着投影在面前屏幕上的走廊跑动。而在现实中，它们其实是踩在一颗旋转的聚苯乙烯泡沫塑料球上，就像是在跑步机上那样运动。

当小鼠通过走廊进入最后一间房后，可能会解锁3种不同的结局：最优的高奖赏结局，小鼠面前的管口会提供不限量的糖水，小鼠可以随意舔食；第二种低奖赏结局，小鼠可以获得几滴糖水；而最倒霉的第三种惩罚结局，小鼠一滴糖水都得不到，还会被一股空气吹脸。

而在通往终点的途中，小鼠会遇到各种声音、气味和视觉刺激，如果小鼠能记住这些信息，它们就能在下一次通行时，提前预知结局。

实验鼠记忆的动力选择

在随后几周中，研究人员对小鼠记忆、区分这3种情景的能力进行了检验。它们的记忆表现可以体现在跑向终点的速度上——如果小鼠已经形成了长期记忆，那么它们在跑向高奖赏终点时应该最快，因为此时的动力最强；而跑向吹气的惩罚终点时会最慢。此外，它们对奖赏程度的预期，即舔管口的次数，也可以反映它们的记忆程度。

另外，当研究团队抑制海马体时，小鼠连短期记忆都无法形成，记不住不同的路线对应的结果；当前端丘脑受到抑制时，情况发生了变化：小鼠在短期内学习、记住任务的能力保持正常，但无法转化为长期记忆。相反，当前端丘脑受刺激，小鼠形成长期记忆的能力得到增强，尤其是能得到几滴糖水的低奖赏情形。实验中，普通小鼠大多数都会忘记低奖赏的情形，但当前端丘脑受刺激时，它们却能牢牢地形成长期记忆。

研究人员发现，海马体在高奖赏和低奖赏场景中被同等激活，而前端丘脑倾向于储存更难忘的高奖赏情景的信息，“丘脑与皮层建立了不断增强的远程交互，从而稳定地长期储存这些记忆。”领导这项研究的Priya Rajasethupathy教授说，“我们发现，通过激活前端丘脑，还有助于巩固通常被忘记的记忆。”

“接下来，他们将继续研究前端丘脑是如何促进储存长期记忆的。”据研究团队表示，对于有价值、需要长期储存的记忆和不重要的记忆，前端丘脑分别会如何与大脑皮层进行交流？记忆巩固过程是间断还是连续的，是经历了一个或几个步骤，还是在一生中不断演变？