Nat Neurosci：为何恐怖屋让我们记忆犹新

这一研究成果公布2月20日的Nature Neuroscience杂志上，文章的通讯作者是贝勒医学院分子和细胞生物学副教授季道云（Daoyun Ji，音译），他说，“我们能记起所有时间的回忆，比如说我可以回忆起我每天早上从家里出发去单位的路线，但当我记住的这个时刻，大脑发出了什么信号呢？”

研究人体大脑非常困难，因此大多科学家进行的是动物实验，他们发现当动物处于特定的地方，它们大脑中的海马神经元，也就是位置细胞（place cells，生物通译）会产生活动脉冲。

动物当然不会告诉你它回忆出了什么，季教授说，“为了解决这个问题，我们设计了一个实验，了解某一事件发生之前，动物的大脑发生了什么。”

文章的第一作者Chun-Ting Wu等人设计让大鼠沿着一条轨道来回走动。在休息一段时间后，又让大鼠再次走过同一条轨道，当它接近轨道终点时，就会遇到一个轻度的电击。然后再让它休息，当再次让大鼠走回轨道，在接近轨道的末端时它就会停下来并转身，避免穿过可怕的末端。

“在大鼠第一次走上轨道之前，我们在其海马神经处中插入了微小的探针，记录活跃神经元发出的电信号。通过记录这些大脑信号，我们可以检测到大鼠第一次走上轨道时，大脑出现的神经元模式，也可以了解与轨道每段位置相关的神经元模式，包括它之后受到点击时的位置反应。”

“大鼠转身避免走到轨道末端，由此我们可以合理地假设它正在思考受到电击的准确位置。最终我们的结果证明了这一假设，”季教授说。

研究人员在这一时间内观察大脑的活动，发现即使大鼠停下来思考，未接触到电击位置，对应于大鼠受电击位置的峰值模式会再次出现，“有趣的是，根据大脑的活动，我们发现大鼠大脑会从它目前的位置‘精神上转移到’电击的位置，这些对应于电击位置的模式在特定记忆形成时会重新出现”。

下一步，研究人员将会分析这些峰值模式是否是动物行为方式所必需的。“如果我们破坏这种模式，动物会不会进入它此前已经学会避免的区域呢？而且我们也希望能确定海马中位置实验的作用模式，是否也适用于大脑的其它部分，如参与决定的那些神经区域”。

此外，季教授等人也计划探索一些与记忆丧失有关的疾病，如阿兹海默症，了解这些疾病中海马神经模式可能发挥的作用。

近期英国牛津大学的一组研究人员，首次在哺乳动物中引起了联想记忆的外部解码。他们描述了如何在测试小鼠中引起联想记忆形成的，以及他们用来记录它的技术，使记忆被删除。

当科学家们继续研究大脑时，他们正在了解更多关于“存储或消除记忆的方法”的信息，仅仅在两年前，麻省理工学院（MIT）的一个团队发现，他们可能导致小鼠大脑中形成记忆，从而强迫它记住从未发生过的事情（MIT科学家将不存在的恐怖回忆植入小鼠大脑）。在这项新的研究中，研究人员已经找到了一种方法，使小鼠停止将某个房间与一段愉快经历——记录联想记忆的一种方式——联系起来。用光遗传学修改小鼠的记忆。

Hippocampal awake replay in fear memory retrieval

Hippocampal place cells are key to episodic memories. How these cells participate in memory retrieval remains unclear. After rats acquired a fear memory by receiving mild footshocks in a shock zone on a track， we analyzed place cells when the animals were placed on the track again and displayed an apparent memory retrieval behavior： avoidance of the shock zone. We found that place cells representing the shock zone were reactivated， despite the fact that the animals did not enter the shock zone. This reactivation occurred in ripple-associated awake replay of place cell sequences encoding the paths from the animal's current positions to the shock zone but not in place cell sequences within individual cycles of theta oscillation. The result reveals a specific place-cell pattern underlying inhibitory avoidance behavior and provides strong evidence for the involvement of awake replay in fear memory retrieval.

Wu CT， Haggerty D， Kemere C， Ji D.Hippocampal awake replay in fear memory retrieval.Nat Neurosci. 2017 Feb 20.