记忆都藏在哪里?
无论是计算机的RAM,还是我们的 脑,所有的记忆存储设备都是通过改变其 物理性质来存储信息的。
当记忆形成时,脑会发生怎样的物理变化?130多年前,神经学家先驱 Santiago Ramóny Cajal首次提出,脑会通过重新排列 突触(神经元之间的连接)来存储信息。自那时起,神经学家就开始试图揭示与记忆形成有关的生理变化。
然而,要对突触进行成像和绘制非常困难。首先因为突触非常小,其大小约是标准临床MRI所能看到的最小物体的百亿分之一,这些微小的突触总是紧密地聚集在一起。第二个难点在于,在实验室中研究中,科学家通常会用小鼠来进行脑功能研究,而小鼠的脑中约有10亿个突触,它们都和环绕在其周围的组织一样,呈不透明或半透明的颜色。
在过去的一些相关研究中,科学家专注于记录神经元产生的电信号。虽然那些研究已经证实在记忆形成后,神经元会改变它们对某些特定刺激的反应,但仍无法确定究竟是什么驱动了这些变化。
现在,一项新研究利用创新的成像方法,用历经6年的时间,详尽地绘制出了斑马鱼在记忆形成前后的突触图。在过去的40年里,人们普遍认为,记忆是通过改变突触的强度来达到的。而新的研究则表明, 记忆在形成时所改变的并非现有突触的强度,而是会导致脑的某些区域产生更多的突触,而有些区域则会丧失突触。
用经典条件反射诱发新记忆
斑马鱼是一种用于神经科学研究的理想测试对象,因为它们既足够大到拥有像人类一样的脑功能;又足够小且透明到能够为进入活体大脑提供一扇窗户。在新研究中,研究人员试图对只有12天大的斑马鱼幼苗诱发新的记忆。他们使用了一种被称为 经典条件反射的学习过程对这些斑马鱼进行训练。
斑马鱼特别适合作为神经科学研究的动物模型。| 图片来源:Zhuowei Du and Don B. Arnold, CC BY-NC-ND
经典条件反射涉及到同时将受试动物暴露在两种不同类型的刺激下
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