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科学家发现不确定区域使大脑能够快速形成新记忆

新皮质是大脑中最大、最复杂的部分,长期以来一直被认为是记忆的最终存储场所。但是,过去的事件和经历的痕迹是如何放置在那里的呢?马克斯普朗克大脑研究所和弗莱堡大学医学院的科学家们发现,一个鲜为人知的大脑区域,即不确定带,有一种与新皮质交流的非常规方式,可以快速控制记忆的形成。

记忆是大脑最基本和最迷人的功能之一,它使我们能够从经验中学习并记住我们的过去。因此,它是我们个人和集体人类身份的核心要素。此外,对记忆的机械理解具有从记忆和焦虑症的治疗到人工智能和高效的硬件和软件设计的影响,因此不仅很有趣,而且也很重要。

为了形成记忆,大脑需要在来自环境的“自下而上”(或由外而内)的感觉信号与内部生成的“自上而下”信号之间建立联系,这些信号传达有关过去经历和当前经历的信息目标。这些自上而下(或由内而外)的信号仍然是神秘的,因此是当前研究的主要焦点。

过去几年的工作已经开始确定许多这样的自上而下的投影系统,它们都显示出几个共同点。它们通过兴奋发出信号(在皮层区域之间发送信息的标准方式),并且还展示了一种常见的记忆编码机制——具有学习相关性的刺激会在这些系统中引起更强烈的反应,这表明这种正增强作用是拼图的一部分那是记忆痕迹。

“与这些系统相比,远程抑制通路更为稀疏且数量较少,但越来越多的证据表明它们仍然可以对网络功能和行为产生令人惊讶的强大影响,”大学教授 Johannes Letzkus 博士说。弗莱堡大学和马克斯普朗克脑研究所前研究组组长,他领导了发表在《神经元》上的新研究。“我们着手确定这种输入是否可能存在于新皮质中,如果存在,它们如何独特地促进记忆。”

该研究的第一作者和 Letzkus 实验室的博士后研究员 Anna Schroeder 博士决定专注于主要抑制性丘脑底核,即不确定带,以解决这个问题。虽然这个大脑区域的功能仍然像它的名字所暗示的那样神秘,但她的初步发现表明,不确定带发送抑制性投射,选择性地支配已知对学习很重要的新皮质区域。在她努力研究该系统在所有学习阶段的可塑性时,她实施了一种创新方法,使她能够在学习范式之前、期间和之后跟踪新皮质中单个不确定带突触的反应。

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