我们如何回忆过去:神经科学家发现了一个大脑回路，专门用于检索记忆
当我们有新的经历时，该事件的记忆存储在连接海马体和其他大脑结构的几个部分的神经回路中。每个神经元簇可能存储记忆的不同方面，例如事件发生的位置或与之相关的情绪。
长期以来，研究记忆的神经科学家一直认为，当我们回忆这些记忆时，我们的大脑打开了记忆最初形成时被激活的相同的海马体回路。然而，麻省理工学院的神经科学家们现在首次证明，回忆一段记忆需要一个从原始记忆回路中分离出来的“绕路”回路。
“这项研究解决了大脑研究中最基本的问题之一，即情景记忆是如何形成和检索的，并为一个意想不到的答案提供了证据:检索和形成的差异回路，”皮考尔生物学和神经科学教授、皮考尔学习和记忆研究所理研-麻省理工学院神经回路遗传学中心主任、该研究的资深作者苏苏木·根川说。
尽管去年发表的一项研究在秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)中发现了类似的回忆回路，但这种独特的回忆回路在脊椎动物中从未见过。
最近获得麻省理工学院博士学位的Dheeraj Roy和研究科学家Takashi Kitamura是这篇论文的主要作者，该论文发表在8月17日的《美国科学院院刊》网络版上细胞．其他作者包括博士后Teruhiro Okuyama和Sachie Ogawa，以及研究生Chen Sun。理研脑科学研究所的Yuichi Obata和Atsushi Yoshiki也是这篇论文的作者。
部分未知
海马体被划分为几个具有不同记忆相关功能的区域，其中大部分已经被充分探索，但有一个叫做亚皮质的小区域却很少被研究。Tonegawa的实验室开始使用经过基因工程的小鼠来研究这一区域，这样它们的下皮层神经元就可以通过光线打开或关闭。
研究人员使用这种方法在恐惧条件反射事件中控制记忆细胞，也就是说，当老鼠在一个特定的房间里时，会产生轻微的电击。
先前的研究表明，编码这些记忆涉及到海马体中称为CA1的部分的细胞，然后将信息传递到另一个称为内嗅皮层的大脑结构。在每个位置，神经元的小子集被激活，形成记忆痕迹，称为记忆印迹。
“人们一直认为，在回忆过程中，参与形成记忆印记的电路与参与这些细胞重新激活的电路是一样的，”Tonegawa说。
然而，科学家们之前已经确定了从CA1绕道通过下沟，然后连接到内嗅皮层的解剖学连接。这个回路的功能，以及一般的下脑的功能，都是未知的。
在一组小鼠中，麻省理工学院的研究小组在小鼠经历恐惧条件反射时抑制了下皮质的神经元，这对小鼠后来回忆经历的能力没有影响。然而，在另一组中，当恐惧条件反射发生后，当老鼠被放回原来的房间时，他们抑制了小脑皮质下神经元。这些老鼠没有表现出通常的恐惧反应，这表明它们回忆记忆的能力受损。
这提供了证据，绕行电路涉及下骨是必要的记忆但不是为了记忆的形成．其他实验表明，从CA1到内嗅皮层不是记忆回忆所必需的，但却是记忆形成所必需的。
“最初，我们没有预料到结果会是这样，”根川说。“我们只是计划探索亚丘的功能是什么。”
编辑的记忆
为什么海马体需要两个不同的回路来形成记忆和回忆?研究人员为两种可能的解释找到了证据。一是两个电路的相互作用使编辑或更新记忆变得更容易。当回忆回路被激活时，记忆形成回路的同时激活允许添加新的信息。
罗伊说:“我们认为，让这些电路并行可以帮助动物首先回忆起记忆，并在需要时编码新信息。”“当你回忆以前的经历时，如果有新的东西要添加，就把新信息整合到现有的记忆中，这是很常见的。”
绕行回路的另一个可能的功能是帮助刺激长期的应激反应。研究人员发现，下丘连接着下丘脑中被称为乳腺体的一对结构，这刺激了称为皮质类固醇的压力激素的释放。这发生在恐惧记忆被唤起后至少一个小时。
虽然研究人员在实验中发现了带有情绪成分(积极和消极)的记忆的双回路系统，但该系统可能涉及任何类型的情节内存研究人员说。
根据研究人员的说法，这些发现还表明了与阿尔茨海默病有关的一种有趣的可能性。去年，罗伊和利根川实验室的其他人发现，患有早期阿尔茨海默病的老鼠在回忆记忆方面有困难，但仍然能够形成新的记忆。这项新的研究表明，阿尔茨海默病可能会影响这个下脑回路，尽管研究人员还没有对此进行研究。
进一步探索
