博雯 發自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
為啥恐怖片看完了老是忘不掉？
科學家們觀察了**活體大腦”中的記憶形成過程後，得出了答案。
你沒聽錯，確實是在肉眼觀摩了全程後發現：
大腦會用不同的編碼途徑形成不同類型的記憶，比如像恐怖片這種會造成心理創傷的記憶，就會選擇一種簡單粗暴的做法——
直接剪掉大腦皮層中的某些突觸，並在其他區域生成新的突觸。
就像是盆栽的修剪和移植一樣。
這項研究引起了諸多熱議，獲得了500+的熱度：
目前，這項研究已經登上PNAS：
科學家們選擇了斑馬魚作為研究對象。
這種生物在幼年期是全身透明的，非常易於觀察。
並且，雖然沒有哺乳動物負責聯想記憶的杏仁核（amygdala），但有一個功能類似的大腦皮層區域。
對於記憶形成的過程，學界的有一種普遍認知：
即大腦是通過調整神經元之間連接的強度，修改突觸來形成記憶的。
為了讓這個過程可視化，科學家們通過基因工程讓斑馬魚產生神經元，並加入了一種標記蛋白，能夠在顯微鏡下觀察到熒光：
接下來，就是給斑馬魚人為地製造恐怖回憶了。
研究人員選擇了使用“巴浦洛夫的狗”的逆向版方法——
就像是狗最後被訓練成聽到鈴聲就以為能夠獲得獎勵，自動分泌唾液一樣。
讓斑馬魚把光和不舒服的加熱聯繫起來，最終形成一種恐懼心理，使斑馬魚看到光就遊開。
接下來就是觀測這種回憶形成前後的不同之處。
首先，科學家們發現，在任何組中，記憶產生前後的熒光標記的中位值都基本一致：
△t1為記憶前，t2為記憶後
這就意味着一個與預期相反的發現：突觸的強度並不會隨着學習行為而產生變化。
既然並沒有修改突觸強度，那麼記憶到底是怎麼形成的？
在產生了這種記憶的魚的齶部，科學家們發現了華點：
齶部外側（這一區域含有在記憶形成和檢索期間活躍的神經元）的突觸數量急劇增加，而齶部的內側則主要發生突觸的喪失。
△青色為丟失，黃色為獲得
事實上，“記憶可以通過增加和刪除突觸形成”這一觀點以前也有相關研究，但都柏林聖三一大學的一位神經科學家就表示：
這項研究中對大腦的“實時和大規模可視化”提供了令人信服的證據。
而研究團隊則表示，他們希望這一研究能夠幫助他們瞭解較緊張、焦慮綜合症，以及PTSD等疾病造成創傷的記憶機制，並能藉此進一步提出緩解這些疾病的治療手段。
作者介紹論文有兩位共同一作William P. Dempseya和Zhuowei Du，兩位都來自南加州大學。
其中William P. Dempseya在加州理工大學獲得博士學位，現在是南加州大學分子與生物計算分部的一名博士後。
論文：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2107661119參考鏈接：
https://www.quantamagazine.org/scientists-watch-a-memory-form-in-a-living-brain-20220303/— 完 —
量子位 QbitAI · 頭條號簽約