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绘制记忆通道

空间和时间是如何帮助记忆编码的

科学背后的人

日期: 2015年5月31日
来源:
魏茨曼直接卷2 Edición 2

从早上倒咖啡到晚上上床睡觉,我们每天都要做无数例行公事。我们的大脑根据先前的经验死记硬背地知道该做什么。

但事实证明,我们的大脑不是在同一组神经元中记录每一次重新运行,而是每次都在不同的地方记录它们。

去年加入神经生物学系的Yaniv Ziv博士探索记忆以及它如何随着时间、新经历和疾病而变化。到目前为止,从技术上讲,在很长一段时间内追踪神经元记忆“整体”的活动是不可能的。在斯坦福大学的博士后研究中,Ziv博士开发了一种新的实验方法,在几个月的时间里观察活老鼠大脑中的数千个神经元:一个微型荧光显微镜-像煤矿工人的头灯一样绑在老鼠的头上,连接到可植入的微内窥镜镜片。这些透镜感知并记录特定神经元的活动,以及使用时“亮起”的神经元群。其结果是:活体大脑深处细胞的高分辨率图像,可以显示特定记忆的精确模式。

通过这种方式,他研究了数千个所谓的“位置”细胞的活动,当老鼠日复一日地在迷宫中走同一条路线时观察它们。无聊、单调、例行公事——绝对如此。但实际上,大脑对这些行为进行了分类:齐夫博士惊奇地发现,每天的行走都被编码在不同的脑细胞子集中——这些子集之间只有20%的重叠。

这表明,位置细胞也包括时间成分,它提出了一些关于空间、时间和记忆在我们大脑中整合的复杂方式的问题。“这可能解释了大脑如何区分昨天的步行和前一天的步行,”齐夫博士说。

对于阿尔茨海默氏症和其他涉及空间方位丧失的神经退行性疾病,这项研究有望提高对问题所在的理解,以及如何治疗患病的大脑。在魏茨曼研究所(Weizmann Institute)的新实验室里,齐夫博士正在研究大脑中同时包含记忆细胞和定位细胞的部分的长期记忆回路。他希望,这将阐明不仅是地点,还有时间是如何映射在我们的记忆中的。

齐夫博士的工作将被纳入新的阿兹列里人脑研究所(AHBI),该研究所由加拿大和以色列的阿兹列里家族最近捐赠成立。AHBI将资助生理学、生物化学和人脑功能方面的研究,以及针对脑部疾病的前沿研究,以设计更好的治疗方法和治疗方法。AHBI将与新的以色列国家脑成像和刺激中心合作,这是一个由政府资助的实体,由魏茨曼研究所领导,并与以色列理工学院和Sourasky医疗中心合作。

下面的片段显示了一只自由活动的老鼠海马体中神经元活动的慢性成像——这是研究长期记忆神经编码的新方法。其中一些神经元编码动物在环境中的位置。

https://www.youtube.com/watch?v=uKJ-9wJjllI

Yaniv Ziv博士得到了Murray H. & Meyer Grodetsky高级脑功能研究中心、Irving I Moskowitz基金会、Adelis基金会、Hymen T. Milgrom信托捐赠基金、Croscill家庭时装慈善信托、Harold和Faye Liss基金会以及Lulu P. & David J. Levidow阿尔茨海默病和神经科学研究基金的支持。

他是Dr. Daniel E. Koshland职业发展主席的现任