发布时间:2014-11-25
沪科学家描绘大脑“记忆”路线图(青年报)
本报讯 大脑的构造精微,每日事务重重。“工作记忆”是其中重要的环节之一。它是一种重要短时程记忆,将信息短暂储存,以备后用。它如何在大脑中完成“路线图”?中科院上海生命科学研究院神经科学研究所主持的一项研究成果近日发表于《科学》杂志,该成果“定位”工作记忆在大脑前额叶中的区域。日后,这条“线路”还将继续被追踪。
作为大脑的主要活动之一,“工作记忆”如何在人脑中完成它的精密工作?早先的科学家将研究锁定于“前额叶”――额头后面一片大脑区域。问题随之而来:前额叶有多项功能,除了记忆的存储之外,还包括抑制控制、运动选择,抉择、感觉输入。如上述科学家所述,前额叶被损毁时,所有的功能被“一锅端”。如何证明是因为“记忆存储”的损失,而导致动物认知能力的下降?这几项功能如何区分?
李澄宇课题组训练小鼠学习一个工作记忆任务,在这项任务中,小鼠被限制饮水,“水”成了它的奖品,它会先后闻到两个气味,如果气味不同,它可以舔水,从而得到奖励;如果气味相同,它会“识相”――没水喝了。在两次闻到气味之间,有一段时间,供小鼠做出“喝”还是“不喝”的选择:科学家将之称之为“延迟期”。为了检测在延迟期间前额电活动对学习记忆任务的重要性,李澄宇研究组使用了“光遗传学”这项技术。结果发现,在“秒级”尺度上,在“延迟期间”对小鼠内侧前额叶的神经元进行电活动的上调或下调操作,都会使小鼠学习的正确率下降。“这一部分的结论,确凿的表明延迟期间的活动对于工作记忆是重要的。”李澄宇研究员说。
而他们的研究,则跳脱了前人的框架:当小鼠熟练地掌握了任务时,他们对电活动的操作不再敏感,电活动不能影响他们完成任务的正确率。也就是说,就在这“延迟期间”,前额叶的电活动对“工作记忆”早期的“学习”任务具有重要作用。但在学习后期,也就是大脑熟悉了整条流程之后,前额叶起到的作用就不那么大了。
那么,在学习后期,大脑的哪一部分会对“工作记忆”产生影响?李澄宇研究员说,在后期,“工作记忆”可能会挪转到其他脑区,目前他们的研究正在探索哪些其他脑区负责学习后期的工作记忆。作为基础科学研究,不能产生立竿见影的应用,但它会为之后的研究,诸如人类工作记忆认知、疾病应用等方面的研究铺平道路。