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多篇文章揭示人类大脑记忆的奥秘!

来源:本站原创 2020-02-27 11:28

本文中,小编整理了多篇科学家们发表的重要研究成果,共同解读人类大脑记忆的奥秘,分享给大家!

图片来源:Wikipedia, CC BY-SA

【1】Science:科学家揭示小胶质细胞在记忆调节中起着关键作用

doi:10.1126/science.aaz2288

小胶质细胞是大脑中的常驻免疫细胞,它们是第一反应者,总是在寻找发生差错的地方。它们大约占我们脑细胞的10%。在过去,它们被认为是大脑中的被动旁观者,仅在受伤或感染时,它们才起作用。这些细胞最早是由德国医生Rudolf Virchow于1856年观察到的,后来被称为小胶质细胞,意为“小胶水”。

如今,在一项新的以小鼠为实验对象的研究中,来自中国浙江大学医学院的研究人员发现小胶质细胞实际上可能是记忆保持的关键因素。如果在人类中发现同样的效果,那么这可能导致人们开发出更好地治疗健忘症、阿尔茨海默病和其他影响记忆力的疾病的方法。相关研究结果发表在2020年2月7日的Science期刊上。小胶质细胞有很多功能。当存在损伤或感染时,它们在抑制大脑反应方面起着积极的作用。但是科学家们越来越意识到小胶质细胞有很多功能。我们的大脑混杂着死亡的细胞和堆积的化学物,它们都需要清除。小胶质细胞的任务是保持我们大脑的清洁和健康。

【2】Cell Rep:揭秘大脑唤起记忆的分子机制

doi:10.1016/j.celrep.2019.06.053

近日,一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中,来自佛罗里达国际大学的科学家们通过研究揭开了大脑如何以正确的顺序回忆记忆的机制;相关研究结果有望帮助理解诸如阿尔兹海默病等疾病影响大脑记忆的机制,同时还能帮助开发治疗此类疾病的新型疗法。

当我们完成任务或者与家人回忆时,以正确的顺序调出大脑的记忆是一项非常重要的技能,然而如今其仍然是大脑如何运行的众多谜团之一。文章中,研究者分析了大脑中不同部分的角色,以及其如何以一定的顺序来检索记忆,研究人员训练大鼠使其能够记住气味的顺序,随后将这些气味的顺序打乱,并让大鼠对这些气味进行顺序排序,如果大鼠的排序结果是正确的,那么其就会得到奖励—水。

【3】Nat Commun:机器学习帮助揭示大脑记忆的形成机制

doi:10.1038/s41467-019-12841-y

近日,新加坡国立大学(NUS)的研究人员发现了大脑编码短期记忆的关键,进而在认知计算神经科学领域取得了突破。新加坡国立大学心理学系助理教授Camilo Libedinsky以及新加坡国立大学创新与设计计划高级讲师Shih-Cheng Yen等人发现,大脑额叶中的神经元群体在动态变化的神经活动中包含稳定的短期记忆信息。这一发现可能对理解有机体如何使用有限大小的大脑同时进行多种心理操作(如记忆,注意力和决策)产生深远的影响。这项研究的结果于近日发表在《Nature Communications》杂志上。

在人脑中,额叶在处理短期记忆中起重要作用。短期记忆存储信息的能力很低。“它通常只能容纳6到8个项目。例如我们在几秒钟的时间内能够记住电话号码的能力-使用短时记忆,” Libendisky解释说。

【4】eNeuro:睡眠时帮助记忆产生的脑回路

doi:10.1523/ENEURO.0365-19.2019

最近,来自阿尔伯塔大学的神经科学家们发现了一种新的机制,可以帮助人们在深度睡眠时建立记忆。这项研究围绕“连合核”的作用展开,该区域连接着负责产生记忆的其他两个大脑结构-“前额叶皮层和海马体”-并可能在慢波睡眠中协调它们的活动。

研究者表示,睡眠中的慢波有益于我们个人经历相关记忆的产生,这很可能是由于额叶前额叶皮层和海马体内的协调活动所致。我们发现连合核负责协调这两个结构之间的同步慢波。这意味着该结构可能对依赖于睡眠的事件整合起着至关重要的作用。

【5】Science子刊:即使控制良好的癫痫也会干扰人类思维和记忆

doi:10.1126/scitranslmed.aax7830

在一项新的研究中,来自美国斯坦福大学医学院的研究人员可能有助于解释为何即使是那些从治疗癫痫的药物中受益的人,也常常会继续经历思维、感知和清晰记忆方面的困难。原因在于脑电活动的病理性噪声(pathological buzz)干扰了大脑的正常活动。这些研究人员说,某些药物或植入装置可经改进后减轻这些认知缺陷,相关研究结果发表在Science Translational Medicine期刊上。

这种电干扰具有重要的行为后果。为了对此加以研究,这些研究人员测试了六名在大脑中植入了传感器的患者在这种病理性的电活动与患者大脑的正常反应发生冲突期间解决某些类型问题的能力。这种称为高频振荡(high-frequency oscillation, HFO)的病理性电活动与癫痫发作有关。研究者表示,肉眼是无法检测到HFO的,即使是受过训练的神经专家的眼睛也是如此。

图片来源:www.pixabay.com

【6】Science: 新发现!睡眠时我们的大脑记忆是如何储存的?

doi:10.1126/science.aay0616

近日,来自法国法兰西学院生物学跨学科研究中心的科学家们已经表明,我们睡眠时大脑产生的三角波并不会随着皮质区域的静止而变得沉默,相反,它们会通过隔离一簇特殊的神经元而有助于长期记忆的形成。这些结果于2019年10月18日发表在《科学》杂志上。

当我们睡觉时,海马体通过产生类似于我们清醒时的信号而自发地自我激活。首先它将信息发送到皮质,皮质随后做出反应。最后紧跟着的通常是一段沉默期,因此该脑波被称为“三角波”。然后是被称为“睡眠纺锤波(sleep spindle)”的有节奏的重复。上述过程是皮质区域信号重组以形成稳定记忆的关键。但是,三角波在新记忆形成中的作用仍然令人困惑:为什么沉默期会中断海马体与皮质之间的信息交换以及皮质区域的功能重组?

【7】Nat Neurosci:揭示大脑回路在改善学习和记忆上扮演的关键角色

doi:10.1038/s41593-019-0496-y

近日,一项刊登在国际杂志Nature Neuroscience上的研究报告中,来自加利福尼亚大学的科学家们通过研究在大脑海马体形成过程中鉴别出了一种新型的神经回路,其在目标定位学习和记忆中扮演着非常关键的角色。

对物体位置记忆的丧失是阿尔兹海默病患者的主要障碍之一,阿尔兹海默病是一种老年人最常见的痴呆症,这些在海马体回路机制中的新发现或能为研究人员提供一种新的靶点,帮助开发有效减缓或中和阿尔兹海默病相关记忆损伤的新型策略或疗法。研究者Xiangmin Xu说道,我们的研究是通过新的基于病毒遗传图谱的方法来检测不同结构之间的连接性,这些新型绘图工具能够帮助我们鉴别出海马体和大脑皮层内部和之间的新型回路。

【8】Science重磅:揭示记忆是如何形成和消退的

doi:10.1126/science.aav9199

为什么你能记住多年未见的儿时好友的名字,却很容易忘记刚刚认识的人的名字?换句话说,为什么有些记忆在几十年里保持稳定,而另一些却在几分钟内消失?通过使用老鼠模型,加州理工学院的研究人员现在确定,强大、稳定的记忆是由神经元"团队"同步激活编码的,提供了冗余,使这些记忆能够持续一段时间。这项研究对于理解大脑损伤后,如中风或阿尔茨海默氏症(Alzheimer's disease),记忆可能会受到怎样的影响具有重要意义。

研究小组开发了一项测试,以检测老鼠在学习和记忆一个新地方时的神经活动。在实验中,一只老鼠被放置在一个直的笼子里,大约5英尺长,有白色的墙。独特的符号沿着墙壁标记了不同的位置--例如,最右端附近的加号和靠近中心的斜线。糖水(老鼠的食物)被放在跑道的两端。在老鼠探索的过程中,研究人员测量了老鼠海马(大脑中形成新记忆的区域)中特定神经元的活动,已知这些神经元负责编码位置相关的信息。

【9】Science:大脑信号调控工作记忆

doi:10.1126/science.aax0758

近日,一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中,研究人员将特定类型的大脑模式持续更长时间可以改善大鼠的短期记忆。这项新的研究发现,当个体学习新的环境时,脑细胞(神经元)产生的信号会延长数十毫秒,并且比学习熟悉环境时捕获更多的信息。当研究小组人为地将大鼠通过迷宫的最佳路径的相关记忆中涉及的信号的长度加倍时,发现具有延长的“信号”的大鼠比对照的大鼠完成目标的可能性提高了10-15%。

我们的研究是我该领域中第一个对大脑海马体的内在神经元放电模式进行人工操纵的研究”。作者说道:“经过数十年的研究,我们终于彻底了解了哺乳动物的大脑,足以改变其某些机制,从而可以指导未来治疗影响记忆的疾病。”

【10】Cerebral Cortex:科学家揭示嗅觉系统影响大脑记忆的分子机制

doi:10.1093/cercor/bhz077

目前研究人员并不清楚大脑中的感官知觉如何影响机体的学习和记忆过程,近日,一项刊登在国际杂志Cerebral Cortex上的研究报告中,来自波鸿大学的科学家们通过研究阐明了气味的处理过程影响大脑记忆中心的分子机制,研究人员发现,嗅脑的重要部分—梨状皮质会对海马体中的信息储存过程产生直接的影响。

为了阐明气味影响大脑记忆形成的分子机制,研究人员通过研究诱发大鼠的大脑对气味进行人工识别,文章中,研究者利用电脉冲来刺激大鼠大脑中的梨状皮质,研究者Christina Strauch说道,我们非常惊讶地观察到,海马体会直接对梨状皮质的刺激产生反应。(生物谷Bioon.com)

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