你是不是總會(huì )從客廳走到臥室后就突然忘了要做什么,或者跟朋友聊天時(shí)忽然忘記想說(shuō)什么,而往往過(guò)幾分鐘又會(huì )重新想起來(lái)?這種被稱(chēng)為短暫遺忘的行為,其神經(jīng)生物學(xué)機制目前還不清楚。
近日,來(lái)自美國斯克里普斯研究所的研究人員在《Nature》上發(fā)表了題為Dopamine-based mechanism for transient forgetting的研究成果,發(fā)現大腦利用神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺通過(guò)PPL1-α2α′2-DAMB通路來(lái)引起短暫的遺忘,而一段時(shí)間后記憶又會(huì )自發(fā)地恢復。
為了探索導致短暫遺忘的神經(jīng)生物學(xué)機制,研究人員對模式生物果蠅進(jìn)行了周期間隔性的厭惡性嗅覺(jué)條件反射刺激,使其對該刺激具有長(cháng)期記憶(LTM),然后使用氣流、電擊或藍光短暫的刺激果蠅,發(fā)現該部分記憶表達會(huì )隨著(zhù)刺激強度的增加而減弱。但1 h 后LTM的表達又以顯著(zhù)水平重新出現。
大腦半球的后外側前腦1區(PPL1)中含有12個(gè)多巴胺神經(jīng)元(DAN),其中γ2α'1蘑菇體神經(jīng)元(MBN)能夠通過(guò)接收PPL1中的DAN信息,介導大腦的長(cháng)期遺忘,因此,研究人員猜測在大腦半球PPL1中的DAN可能也參與介導短暫遺忘。
于是在進(jìn)一步實(shí)驗中,研究人員對這12個(gè)DAN進(jìn)行了強力而長(cháng)時(shí)間的熱刺激,發(fā)現DAN被物理刺激后,LTM的表達同樣顯著(zhù)降低,且觀(guān)察到來(lái)自PPL1 DAN的突觸輸出被抑制。通過(guò)單獨刺激α2α'2蘑菇體神經(jīng)元(與參與主動(dòng)遺忘的γ2α'1區域不同)對應的PPL1中單一DAN,研究人員發(fā)現是PPL1-α2α'2這對神經(jīng)元專(zhuān)門(mén)負責這種短暫失憶。
PPL1-α2α'2引起的記憶暫時(shí)中斷預示著(zhù)傳播短暫遺忘信號的多巴胺受體的存在。先前研究發(fā)現DAMB受體參與轉導主動(dòng)遺忘相關(guān)的γ2α'1蘑菇體神經(jīng)元–DAN信號,因此,研究人員猜測神經(jīng)元伸出的軸突上分布著(zhù)的DAMB可能是介導PPL1-α2α'2中DAN引起的短暫遺忘的主要受體。
研究人員對果蠅中的DAMB進(jìn)行突變后觀(guān)察其中LTM的表達水平,發(fā)現LTM在測試中的所有時(shí)間點(diǎn)均表現出顯著(zhù)升高,與短暫失憶的消失預期一致。之后,研究人員使用交叉遺傳學(xué)方法進(jìn)一步確定了DAMB是接收PPL1-α2α'2發(fā)出的多巴胺信號的受體,同時(shí)也是短暫遺忘通路中的關(guān)鍵組成部分。
那么,之前氣流、電擊或藍光刺激果蠅后出現的短暫遺忘也是通過(guò)PPL1-α2α′2-DAMB途徑發(fā)生的嗎?研究人員通過(guò)抑制PPL1-α2α'2的突觸輸出和同時(shí)使用氣流或藍光刺激果蠅,發(fā)現對多巴胺信號輸出的抑制同樣也消除了外部刺激果蠅會(huì )導致的短暫遺忘反應,與未進(jìn)行刺激的對照果蠅沒(méi)有區別。這也說(shuō)明外界干擾刺激確實(shí)會(huì )觸發(fā)PPL1-α2α′2-DAMB通路,從而引起短暫的遺忘。
該研究的通訊作者Ronald L. Davis表示:“我們現在知道記憶中有一個(gè)特定的受體從多巴胺接收短暫遺忘的信號。但是我們還不知道之后會(huì )發(fā)生什么,這種多巴胺受體的激活如何導致這種記憶阻滯的,這是我們的下一個(gè)目標。”
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