这种低倍率图像显示，可以使用两种不同的蛋白质标记物遗传鉴定海马CA1神经元（红色）和背部粒度神经元（绿色）。图像：Dheeraj Roy / Tonegawa实验室，麻省理工学院
从MIT的神经科学家首次考虑回忆存储器需要从原始存储电路分支的“绕路”电路。
当我们有新的经验时，该事件的内存存储在连接海马和其他脑结构的几个部分的神经电路中。每个神经元组可以存储存储器的不同方面，例如事件发生的位置或与之相关的情绪。
学习记忆的神经科学家长期以来，当我们回顾这些记忆时，我们的大脑在最初形成存储器时打开相同的海马电路。然而，MIT神经电影师现在首次示出了回忆存储器需要从原始存储电路分支的“绕路”电路。
“这项研究解决了大脑研究中最基本的问题 - 即如何形成和检索剧本 - 并提供意外答案的证据：用于检索和形成的差分电路，”生物学和神经科学教授苏穆谟Tonegawa说，瑞肯麻省理工学院遗传学中心的主任，用于学习和记忆的鸟类遗传学，以及研究的高级作者。
这种独特的召回电路从未见过脊椎动物动物，尽管去年发表的一项研究发现了在虫草杆菌中的类似召回电路。
Dheeraj Roy，最近的麻省理工学院博士收件人和研究科学家Takashi Kitamura是本文的主要作者，它出现在8月17日在线版Offell。其他麻省理工学院作者是Postdocs Teruhiro Okuyama和Sachie Ogawa，以及研究生陈太阳。Yuichi Obata和Atsushi Yoshiki的riken脑科学研究所也是本文的作者。
零件未知
海马被占据了几个不同的内存相关功能的地区 - 其中大部分都是熟练的，但是一个叫做亚细易明的小区已经很少研究过。Tonegawa的实验室旨在使用遗传工程的小鼠调查该地区，使得它们的粒度神经元可以使用光打开或关闭。
研究人员使用这种方法来控制恐惧调节事件期间的存储器单元 - 即当鼠标处于特定腔室时递送的温和电击。
以前的研究表明，编码这些存储器涉及一种名为CA1的海马的一部分中的细胞，然后将信息中继到称为Entorhinal皮质的另一个脑结构。在每个位置，神经元的小亚组被激活，形成称为Engrons的存储器迹线。
“已经认为涉及形成倾向的电路与参与在召回过程中发生的这些细胞的重新激活的电路相同，”Tonegawa说。
然而，科学家们先前已经识别了从CA1穿过亚比卡绕开的解剖连接，然后连接到Entorhinal Cortex。该电路的功能，以及次要次数一般，是未知的。
在一组小鼠中，麻省理工学院团队抑制亚细胞源的神经元作为恐惧调理的小鼠，这对他们的后来召回了经验没有影响。然而，在另一组中，当将小鼠置于原始腔室中时，它们在发生恐惧调理后抑制嗜菌神经元。这些小鼠没有表现出通常的恐惧反应，表明他们回顾记忆的能力受到损害。
这提供了证据表明内存召回所必需的涉及诸例的迂回电路，但不适用于内存形成。其他实验表明，存储器召回的情况下，来自CA1到Entorhinal皮层的直接电路是不需要的，但是存储器形成所需。
“最初，我们没有指望这种结果会出现这种方式，”Tonegawa说。“我们计划探讨亚细易灵的功能是什么。”
“本文是先进神经科学技术的旅游力，具有诱人的核心结果，呈现出不同途径的存在和重要性，用于形成和检索海马依赖记忆，”生物工程和精神病学和行为科学教授卡尔迪塞州在斯坦福大学，没有参与这项研究。
编辑回忆
为什么海马会有两个不同的电路进行记忆形成和召回？研究人员发现了两种可能的解释的证据。一个是两个电路的交互使其更容易编辑或更新存储器。随着召回电路被激活，同时激活存储器形成电路允许添加新信息。
“我们认为，并行有这些电路有助于动物首先回忆记忆，并且在需要时编码新信息，”Roy说。“当您记住以前的经验时，这是非常常见的，如果有一些新的要添加，将新信息合并到现有内存中。”
绕路电路的另一个可能功能是帮助刺激长期应力响应。研究人员发现，亚奇连接到已知哺乳动物体中的丘脑中的一对结构，其刺激了称为皮质类固醇的胁迫激素的释放。在召回恐惧记忆后至少一个小时发生。
研究人员说，虽然研究人员在涉及具有情绪分量（积极和负数）的记忆的实验中，但是该系统可能参与任何类型的情节内存。
根据研究人员，调查结果还提出了与阿尔茨海默病有关的有趣可能性。去年，Roy和Tonegawa的实验室中的其他人发现，患有早期Alzheimer疾病的疾病的小鼠难以回顾记忆，但仍然能够形成新的记忆。新的研究表明，虽然研究人员尚未研究这一点，但该次要电路可能受到阿尔茨海默病的影响。
该研究由Riken脑科学研究所，Howard Hughes Medical Institute和JPB基金会资助。
出版物：Dheeraj S. Roy等人，“用于形成和检索情节记忆的不同的神经电路，”2017年细胞; DOI：10.1016 / J.Cell.2017.07.013
