明尼蘇達(dá)大學(xué)雙城分校的一名研究人員是國際團隊的一員，該團隊使用成像技術(shù)首次展示活體小鼠大腦神經(jīng)元之間突觸的產(chǎn)生和消除。

該研究深入了解記憶被創(chuàng)造和遺忘時會發(fā)生什么，并可以幫助科學(xué)家更好地理解和治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD) 等疾病。

該研究發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》上。

“研究人員一直想知道，在我們經(jīng)歷可怕經(jīng)歷后形成的突觸會發(fā)生什么，”該研究的共同主要作者、明尼蘇達(dá)大學(xué)電氣與計算機工程系副教授 Hye Yoon Park 說。

“以前，研究人員只有在犧牲小鼠后才能檢測到小鼠中的這些突觸，這使得隨著時間的推移很難追蹤這些突觸。但現(xiàn)在，我們已經(jīng)可以在幾個時間段內(nèi)對活小鼠大腦中的突觸進(jìn)行成像。天，這樣我們就可以更好地了解它們長期發(fā)生的情況。這是第一次在活老鼠大腦中完成這項工作，所以這在這個領(lǐng)域是一個非常令人興奮的消息。”

這項研究建立在 Park 之前的研究之上，該研究利用她的實驗室在成像方面的專業(yè)知識來可視化神經(jīng)細(xì)胞或神經(jīng)元，以及與活小鼠大腦中的 記憶相關(guān)的 mRNA 分子。

現(xiàn)在，研究人員通過對神經(jīng)元之間的突觸或連接進(jìn)行成像來添加更多細(xì)節(jié)。平均而言，大腦中的每個神經(jīng)元與其他神經(jīng)元有大約 7,000 個突觸連接，這使得細(xì)胞能夠相互傳遞信號并驅(qū)動學(xué)習(xí)和記憶等認(rèn)知功能。

明尼蘇達(dá)大學(xué)團隊與韓國首爾國立大學(xué)的研究人員合作，他們開發(fā)了一種名為 eGRASP 的技術(shù)來檢測大腦中的突觸。結(jié)合帕克的成像技術(shù)，研究人員能夠看到活老鼠大腦中突觸的動態(tài)變化，無論是在它記住可怕的經(jīng)歷時，還是在它經(jīng)歷“記憶消退”或恐懼記憶抑制時。

“在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域?qū)Υ擞袃煞N不同的假設(shè)，”Park 解釋說。“當(dāng)記憶消退發(fā)生時，一些人認(rèn)為在恐懼條件反射期間形成的突觸可能會消失，也稱為預(yù)先獲得的記憶的‘遺忘’。其他人認(rèn)為它們?nèi)匀淮嬖?，但可能形成另一組突觸以表明老鼠現(xiàn)在已經(jīng)知道環(huán)境再次安全了，這被稱為關(guān)于意外事件的‘新學(xué)習(xí)’。”

研究人員的數(shù)據(jù)支持忘卻假設(shè)。他們發(fā)現(xiàn)，在記憶消退過程中，一些在可怕經(jīng)歷中形成的新突觸被消除了。這些發(fā)現(xiàn)可以幫助科學(xué)家更好地了解患有創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙 (PTSD) 等疾病的患者的 大腦活動。