神经科学家逆转了记忆的情感关联

大多数记忆都有某种与之相关的情感:回忆你刚刚在海滩度过的一周可能会让你感到快乐，而回想被欺负会激发更多的负面情绪。

麻省理工学院神经科学家的一项新研究揭示了控制记忆如何与积极或消极情绪联系在一起的大脑回路。此外，研究人员发现，他们可以通过操纵大脑来逆转特定记忆的情感关联细胞光遗传学——一种利用光来控制神经元活动的技术。

研究结果发表在8月28日的《自然研究表明，连接海马体和杏仁核的神经元回路在将情绪与记忆联系起来方面起着关键作用。这种回路可以为新药提供靶点，以帮助治疗诸如创伤后应激障碍研究人员说。

“在未来，人们可能能够开发出一种方法，帮助人们更强烈地记住积极的记忆，而不是消极的记忆，”皮考尔生物学和神经科学教授、麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所RIKEN-MIT神经回路遗传学中心主任、该论文的高级作者苏苏木·根川说。

这篇论文的主要作者是麻省理工学院霍华德休斯医学研究所的博士后罗杰·雷东多和麻省理工学院生物系的研究生约书亚·金。

改变记忆

记忆是由许多元素组成的，它们存储在大脑的不同部位。记忆的背景，包括事件发生地点的信息，储存在海马体细胞中，而与记忆相关的情绪则存在于杏仁核中。

先前的研究表明，记忆的许多方面，包括情感关联，都是可塑的。心理治疗师已经利用这一点来帮助患有抑郁症和创伤后应激障碍的患者，但这种可塑性背后的神经回路尚不清楚。

在这项研究中，研究人员开始探索这种可塑性，他们最近设计了一种实验技术，允许他们标记编码特定记忆或印迹的神经元。为了做到这一点，他们用一种叫做通道视紫红质的光敏蛋白标记在记忆形成过程中被激活的海马细胞。从那时起，只要这些细胞被光激活，就会老鼠回忆由这组细胞编码的记忆。

去年，Tonegawa的实验室使用这种技术，在小鼠经历不同的经历时，通过重新激活记忆印迹，在小鼠体内植入或“植入”错误记忆。在这项新研究中，研究人员想要调查记忆的背景是如何与特定情绪联系在一起的。首先，他们使用他们的印迹标记协议来标记与有益体验(雄性小鼠与雌性小鼠交往)或不愉快体验(轻度电击)相关的神经元。在第一组实验中，研究人员标记记忆细胞在海马体的齿状回。

两天后，这些老鼠被放置在一个巨大的矩形竞技场中。在三分钟的时间里，研究人员记录下老鼠自然喜欢的场地的哪一半。然后，对于接受了恐惧条件反射的小鼠，每当小鼠进入偏好的一侧时，研究人员就用光刺激齿状回中的标记细胞。老鼠很快就开始避开那个区域，这表明恐惧记忆的重新激活是成功的。

奖励记忆也可以被重新激活:对于那些受到奖励条件反射的老鼠，每当它们进入不太喜欢的那一边时，研究人员就用光刺激它们，它们很快就开始在那里待更多的时间，回忆起愉快的记忆。

几天后，研究人员试图逆转老鼠的情绪反应。对于最初接受了恐惧条件反射的雄性小鼠，他们用光线激活了与恐惧记忆有关的记忆细胞，持续12分钟雌性老鼠。对于最初接受奖励条件反射的老鼠来说，当它们受到轻度电击时，记忆细胞被激活。

接下来，研究人员再次把老鼠放在两个区域的大舞台上。这一次，那些最初受到恐惧的影响，并避开被激光激活的海马细胞的一侧的老鼠，当它们的海马细胞被激活时，开始在那一侧花更多的时间，这表明愉快的联想取代了恐惧的联想。这种逆转也发生在从奖励条件反射到恐惧条件反射的老鼠身上。

修改连接

然后，研究人员进行了同样的实验，但标记了杏仁核基底外侧的记忆细胞，杏仁核是处理情绪的区域。这一次，他们不能通过重新激活这些细胞来诱导转换——老鼠继续表现得像记忆细胞第一次被标记时那样。

研究人员说，这表明情感关联，也被称为配价，是在连接齿状回和杏仁核的神经回路的某个地方编码的。恐惧经历会加强海马记忆体和杏仁核中编码恐惧的细胞之间的联系，但这种联系随后会减弱，因为海马和杏仁核细胞之间会形成新的连接，编码积极的联系。

“海马体和杏仁核之间连接的可塑性在记忆效价的转换中起着至关重要的作用，”Tonegawa说。

这些结果表明齿状回细胞对情绪是中立的，个体杏仁核细胞预先承诺编码恐惧或奖励内存。研究人员现在正试图发现这两种杏仁核细胞的分子特征。他们还在调查重新激活愉快的记忆是否对抑郁症有任何影响，希望找到治疗抑郁症和创伤后应激障碍的药物的新靶点。