如果你给一只老鼠玩电子游戏,科学家们可以了解很多关于大脑的事情。更具体地说,玩虚拟现实电子游戏的老鼠帮助研究人员找到了可能负责过滤哪些日常经历能够进入我们长期记忆的大脑回路。虽然仍有许多方面需要进一步研究,但神经科学家们确信,这些啮齿动物的娱乐活动已经精确地指出了记忆形成的关键过程和位置。
正如今天发表在《Cell》杂志上的一篇新报告所述,洛克菲勒大学的一组科学家构建了一个虚拟现实走廊,在老鼠跑步时投射在它们面前,它们在一个旋转的泡沫球上奔跑以控制方向。测试动物在数字旅程的终点会遇到三种结果之一:从喷嘴处获得无限量的糖水,有限量的甜点奖励,或脸部受到微小、无痛但恼人的空气喷射。
在每次奔跑过程中,感官线索(以视觉、听觉和嗅觉刺激的形式)会预示着每种结果,逐渐教会老鼠在每次穿过走廊的终点会发生什么。
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一旦老鼠学会了哪些线索预示着什么结果,研究小组就测试了它们在几周内记忆这些外部提示的能力。在此期间,科学家们尝试了刺激和抑制海马体和前丘脑——虽然前者传统上与记忆保留有关,但后者则不然。通过化学遗传学抑制海马体能力,表明老鼠即使在短期内也难以记住虚拟现实迷宫的原因和结果;然而,对前丘脑进行同样的操作则没有。尽管如此,抑制前丘脑确实显示出对老鼠长期记忆能力的限制,而刺激大脑的这一部分实际上改善了这项能力。
对于导致只有少量糖水的迷宫结果,老鼠通常比无限量甜点奖励更容易忘记,但研究观察结果令人印象深刻。研究人员发现,丘脑的刺激帮助老鼠记住了本应不太容易记住的经历。
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“我们已经在大脑中发现了一个对于识别哪些记忆很重要以及它们如何被过滤到长期存储很重要。”洛克菲勒大学研究生 Andrew Toader,该研究的联合负责人之一,在一份声明中表示。“一旦老鼠开始学习一项任务,丘脑就开始执行这种选择过程,并选择哪些记忆将在长期内稳定在大脑皮层。”
展望未来,研究人员希望确定诸如肾上腺素或多巴胺等因素是否会帮助丘脑确定记忆保留。此外,他们希望发现记忆稳定过程是发生在短时间内,还是持续一生。