突触特异性可塑性控制重叠记忆痕迹的身份

记忆是通过突触效能的长期变化形成的，这一过程被称为突触可塑性，记忆储存在大脑中被称为印迹细胞的特定神经元群中，在相应的事件中被激活。当两个记忆相关联时，每个记忆对应的细胞集合重叠。然而，每种记忆都有自己的身份。当两个记忆相互作用并在共享集合中编码时，大脑如何存储和定义特定的记忆身份是难以捉摸的。现在，富山大学(University of Toyama)的Kaoru Inokuchi博士领导的一个研究小组表明，突触特异性可塑性代表了特定的记忆实体，而特定印痕组合之间的突触可塑性对于信息存储既是充分的，也是至关重要的。

他们将老鼠暴露在听觉恐惧条件反射中，在这种条件反射中，一种声音与足部电击有关。听觉皮层(AC)与内侧膝状核(MGm)神经元末端内侧部分和外侧杏仁核(LA)神经元之间的突触可塑性介导了这种联系。在完全逆行性遗忘后，光遗传刺激在LA中激活的AC和MGm的集合终端未能诱导恐惧记忆(图1)，表明记忆印记不再存在于该电路中。这一结果与突触强度的重置和印痕组件之间的功能连接有关。

接下来，老鼠被训练到两种不同的音调，间隔5小时。因此，这两种记忆轨迹在洛杉矶相互作用和重叠。给定恐惧记忆的完全逆行性遗忘并不影响编码在共享集合中的相关恐惧记忆(图2)，这表明记忆存储在特定的突触中。

然后，研究人员解决了每个记忆如何在共享集合中保留其个人身份的问题。他们使用光学长期抑制(LTD)来减弱特定记忆突触的突触效能。一种记忆特定突触的可塑性减弱，解构了印痕组件之间的特异性连通性，从而只影响对该记忆的回忆，而不影响同一神经元群体中相关记忆(图3)。因此，印痕细胞的共享是记忆之间联系的基础，而突触特异性可塑性保证了个体记忆的一致性和存储。

研究结果表明，突触特异性可塑性是联想恐惧记忆存储的必要和充分条件，它保证了记忆痕迹的独特性，支持可塑性作为恐惧记忆印痕的基础。此外，他们实现了选择性和完全的擦除恐惧通过以特定突触的方式重置可塑性，来自印痕网络的记忆不会影响存储在共享集成中的其他记忆。这有助于更好地理解潜在的机制内存储存，并可能为治疗创伤后应激障碍的治疗方法提供见解。