大脑在醒来时阻止新记忆的形成,以确保现有记忆的巩固
在巩固过程中,大脑会产生新的蛋白质来强化脆弱的记忆痕迹。然而,如果一种新的体验发生在现有记忆痕迹被巩固的时候,新的刺激可能会破坏巩固的过程。有些记忆巩固是在我们睡觉的时候发生的。但如果我们在盘整期间醒来会发生什么?大脑是如何防止刚醒来时发生的事件打断巩固过程的呢?巴伊兰大学的研究人员找到了答案。
在我们清醒的生活中,我们暴露在持续不断的刺激和经历中。其中一些经历会触发大脑中神经元之间联系的加强大脑,开始形成记忆的过程。然而,这些初始的内存痕迹是脆弱的,只有一小部分会变成长期记忆有可能持续一辈子。为了实现这一转变,大脑必须稳定记忆的痕迹通过一个叫做巩固的过程。
我们再考虑一下吧
在巩固过程中,大脑会产生新的蛋白质来加强脆弱的记忆痕迹。然而,如果一种新的体验发生在现有记忆痕迹被巩固的时候,新的刺激可能会破坏甚至劫持巩固的过程。
大脑部分地解决了这个问题,通过推迟一些记忆的巩固到一个新体验被最小化的时期,也就是我们睡觉的时候。但如果我们在整合发生时醒来,会发生什么?大脑是如何防止刚醒来时发生的事件打断巩固过程的呢?
Mina和Everard Goodman生命科学学院的Abraham Susswein教授和Bar-Ilan大学的Leslie和Susan Gonda (Goldschmied)多学科大脑研究中心的一项新研究现在回答了这个问题。今日出版于eLife这篇文章的第一作者是Roi Levy,他在Susswein教授的实验室进行的博士研究在本研究中被描述,其中还包括David Levitan的部分博士研究。
Susswein和他的同事们在他们的研究中使用了一个看似不太可能的对象,即海兔。这些海洋蛞蝓便于神经科学研究,因为它们的神经系统简单,神经元大,而且已经被证明能够进行基本的学习。
在醒着的时候进行训练后,就会合成蛋白质,开始巩固新的记忆。巩固蛋白在睡眠时再次大量产生,用于记忆痕迹的后续过程。研究人员发现,阻止睡眠中的海蛞蝓产生巩固蛋白,可以阻止这些生物形成长期记忆,这证实了它们和我们一样,确实会在睡眠中巩固记忆。
克服内存阻塞
Susswein, Levy和Levitan现在表明,在海蛞蝓醒来后立即将它们暴露在新的刺激下,并不会引发新记忆的形成。在一种影响海蛞蝓进食活动的学习模式中,这些动物在从睡眠中被唤醒后接受训练。在觉醒时,新体验和巩固之间的相互作用被阻止,因为大脑会阻止新刺激产生的长期记忆。然而,当研究人员在训练前用一种抑制蛋白质生成的药物处理蛞蝓时,他们发现新的刺激可以产生长期记忆。这些发现表明,蛋白质会阻止新记忆的形成,从而阻止醒来时的经历有效地产生记忆。通过抑制蛋白质的产生来移除这个障碍,就可以让刚醒来的经历被编码到记忆中。对于完全清醒的海蛞蝓来说,这甚至适用于那些过于短暂而无法触发记忆形成的经历。
Susswein:“这项研究的主要见解是,大脑中有一个活跃的过程,它抑制学习新事物的能力,并保护大脑整合记忆。”
三个臭皮匠,顶个诸葛亮
研究人员还比较了完全清醒的海蛞蝓在单独训练和有同伴训练时的学习情况。他们发现,在社会孤立状态下的训练似乎会抑制新的学习,并确定了在孤立状态下的训练和从睡眠中醒来的训练中所共有的相似的分子过程。
为了未来
Susswein说:“在这项工作的基础上,我们的下一步是识别这些记忆阻断蛋白,并弄清楚它们是如何阻止记忆的形成的。新的记忆他补充说:“我们可能还会发现,这种阻断过程解释了为什么我们醒来时记不住自己的梦。”
未来一个重要的挑战是研究同样的蛋白质是否最终可以用来阻止不需要的记忆,例如,在创伤后应激障碍的情况下。