研究人员首次将斑马鱼的记忆形成形象化

在我们与环境的互动中，我们不断参考过去的经验作为记忆来指导行为决定。但是，记忆是如何形成、存储和检索来协助决策的，这仍然是个谜。通过观察活斑马鱼的全脑活动，日本理研脑科学研究所的研究人员首次可视化了大脑皮层中作为长期记忆存储的信息是如何处理的，从而指导行为选择的。

这项研究发表在今天的杂志上神经元是由发育基因调控实验室(Laboratory for Developmental Gene Regulation)的青木泰祖(Tazu Aoki)博士和冈本仁(Hitoshi Okamoto)博士进行的。发育基因调控实验室是研究大脑如何控制斑马鱼行为的先驱。

的哺乳动物的大脑太大了以至于无法观察整个神经回路的活动。

但是通过钙成像技术，青木等人第一次能够可视化整个斑马鱼大脑的活动记忆检索。

钙成像利用了这一事实钙离子输入神经元在神经激活。通过在神经组织中引入钙敏感荧光物质，就有可能追踪钙流入在神经元中，从而看到神经活动。

研究人员使用红色LED作为提示，训练转基因斑马鱼表达一种钙敏感蛋白，以避免轻度电击。通过观察斑马鱼大脑的活动当他们看到红色的LED时，他们就可以想象出记住所学知识的过程回避行为。

在训练结束24小时后，他们观察到鱼端脑背侧的点状神经活动，这与人类皮层相对应。当训练后30分钟提示出现时，没有观察到任何活动。

在另一个实验中，青木等人表明，如果大脑的这一区域被移除，鱼能够学习回避行为，短期记忆，但不能形成任何长期的记忆。

“这表明短期记忆和长期记忆是在大脑的不同部位形成和存储的。我们认为短期记忆必须转移到大脑皮层区域，才能巩固为长期记忆，”青木博士解释说。

然后，研究小组测试了关于最佳行为选择的记忆是否能被新的学习改变。经过训练，这些鱼学会了两种相反的回避行为，每种行为都与不同的LED颜色(蓝色或红色)相关联。他们发现，不同线索的呈现导致端脑中不同神经元组的激活，这表明不同的行为程序被不同的神经元群存储和检索。

“使用斑马鱼的钙成像技术，我们第一次能够可视化记忆巩固的过程。这种方法为研究以斑马鱼为模型生物的记忆开辟了新的途径，”冈本博士总结道。

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