多倫多大學(xué)的生物學(xué)家,最近發(fā)現(xiàn)了允許大腦利用記憶重現(xiàn)生動(dòng)感官體驗(yàn)的機(jī)制,同時(shí),也揭示了感官記憶如何產(chǎn)生并儲(chǔ)存在大腦之中。
這篇文章提供了一種全新的視角來(lái)解釋感官信息如何在記憶中表達(dá),并可以解釋一些被視為阿爾茲海默癥的早期癥狀,如嗅覺(jué)能力喪失。
“我們的研究首次解釋了我們?nèi)绾卧谟洃浿兄噩F(xiàn)生活中遇到的氣味,”細(xì)胞與系統(tǒng)生物學(xué)系的Afif Aqrabawi準(zhǔn)博士說(shuō)。他是這篇《Nature Communications》的通訊作者。
“換句話(huà)說(shuō),我們研究的問(wèn)題是,為什么當(dāng)你走進(jìn)廚房你會(huì)聯(lián)想到你奶奶做的蘋(píng)果餡餅,”他說(shuō)。
由于屬于共同進(jìn)化,記憶與嗅覺(jué)之間有著強(qiáng)烈的聯(lián)系——嗅覺(jué)和識(shí)別氣味的過(guò)程。在這項(xiàng)研究中,Aqrabawi和他的研究生導(dǎo)師Junchul Kim教授發(fā)現(xiàn)了大腦整合空間和時(shí)間信息的一個(gè)重要嗅覺(jué)區(qū)域,該區(qū)域被稱(chēng)為嗅前核(anterior olfactory nucleus,AON)。
“當(dāng)你回憶起你的初吻時(shí),你可能就會(huì)想起情人的香水味,”Aqrabawi說(shuō)。“這些元素結(jié)合起來(lái)以后,記憶就形成了。”
Aqrabawi利用小鼠偏好嗅探新氣味的本能,設(shè)計(jì)了一系列測(cè)試來(lái)檢驗(yàn)AON的功能。“它們?cè)敢饣ǜ鄷r(shí)間聞一種新氣味,而不是熟悉的氣味,”Aqrabawi說(shuō)。“當(dāng)它們失去這種偏好的時(shí)候,說(shuō)明它們已經(jīng)不記得這個(gè)氣味了,即使它們以前嗅過(guò),所以仍然會(huì)表現(xiàn)出好像第一次聞到一樣。”
研究人員首次發(fā)現(xiàn)AON與海馬之間存在一個(gè)前所未知的神經(jīng)回路。他們發(fā)現(xiàn),甚至可以通過(guò)模仿海馬與AON之間的溝通來(lái)模擬阿爾茲海默癥患者的氣味記憶障礙。
該回路斷開(kāi)的小鼠會(huì)對(duì)之前聞過(guò)的氣味保持較長(zhǎng)時(shí)間的嗅探,相反,海馬-AON連接完整的小鼠則不會(huì)對(duì)舊氣味“好奇”。
“這表明,我們可能發(fā)現(xiàn)了大腦中控制嗅覺(jué)情景記憶的回路,該回路可用來(lái)模擬人類(lèi)神經(jīng)退行性疾病在情景記憶方面的缺陷,”Aqrabawi說(shuō)。
大量研究報(bào)告指出,嗅覺(jué)功能障礙是阿爾茲海默癥的發(fā)作癥狀,嗅覺(jué)記憶喪失先于認(rèn)知衰退。
AON在阿爾茲海默癥研究中多有涉及,但對(duì)其功能的闡述并不多。據(jù)報(bào)道,它是最早的神經(jīng)退行位點(diǎn),表現(xiàn)為神經(jīng)纖維纏結(jié)形成。
但是,導(dǎo)致嗅覺(jué)問(wèn)題的根本原因始終未能闡明。研究人員希望,通過(guò)更好地理解氣味記憶神經(jīng)回路,從而直接和有效地檢查這些回路是否正常運(yùn)行,“這樣的測(cè)試可能比直接檢測(cè)患者嗅覺(jué)記憶本身靈敏度更高,”Kim補(bǔ)充道。“正因如此,我們希望開(kāi)發(fā)出快速、廉價(jià)和易于管理的基于嗅覺(jué)測(cè)試的阿爾茲海默癥早期診斷手段。”
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