工作记忆在大脑中的位置的修订版地图
工作记忆:这是你在不忘记买牛奶的情况下在脑海中列出购物清单的方法，或者是记住一个足够长的数字写下来的方法。但是，工作记忆不仅仅是成功办事的先决条件——在我们大脑中短暂保存信息的能力几乎是我们所做一切事情的核心。
而且，正如一项对健忘小鼠的新研究所显示的那样大脑处理这项技能的背后比通常所理解的要复杂得多。
一篇论文中细胞研究人员提出的证据表明，工作记忆并不完全局限于一种记忆大脑区域，但要求至少两个同步活动。这一发现挑战了长期以来的假设，即工作记忆只是大脑的一部分，并帮助科学家确定其遗传和机械基础。
洛克菲勒大学(Rockefeller University)的神经科学家Priya Rajasethupathy说:“事实上，早期的研究暗示，工作记忆在某种程度上涉及多种大脑结构。”“我们的新发现让我们更具体地了解了这些领域是什么，以及它们是如何发挥作用的。”
好记忆力的要素
上世纪七八十年代的开创性研究将工作记忆的神经基础追溯到大脑前额叶皮层．在那里，神经元似乎通过集体放电来保存信息，持续几秒到几分钟，比单个神经元的毫秒标准长得多。但仅靠这一机制并不能解释工作记忆中更复杂的方面——例如，我们如何在脑海中记住多个项目，或者面对干扰因素，但仍然记住我们关心的事情。
Jonathan M. Nelson家庭助理教授Rajasethupathy说:“越来越清楚的是，前额叶皮层的持续活动虽然很重要，但不能是全部。”
为了进一步研究这一点，Rajasethupathy的团队与康奈尔大学的Praveen Sethupathy和他的实验室合作，探索在一种特殊的遗传多样性小鼠群体中工作记忆是如何发挥作用的。Sethupathy说:“与标准的实验室小鼠不同，这些小鼠的遗传多样性反映了人类种群的遗传多样性水平。这意味着一些小鼠可能擅长工作记忆任务，而另一些则不太擅长，我们可以研究它们大脑的生理结构中是什么导致了这种差异。”
老鼠不能背诵购物清单来展示它们的记忆能力。但当被置于迷宫中时，它们更喜欢每次都去探索迷宫的新部分。因此，老鼠在迷宫中找到新领地的成功程度是衡量其工作记忆的标准。
正如预期的那样，科学家们发现了小鼠表现的广泛差异，随后的遗传分析强调了基因组中的一个地方，可以解释相当大一部分(17%)的差异。
在那里，研究人员发现了一个对动物工作记忆有显著影响的基因。通过提高该基因的表达，他们可以把一只过去只能随机表现的老鼠变成80%正确率的老鼠，或者通过阻碍该基因的表达来创造更多健忘的老鼠。
从基因到脑回路
研究小组随后研究了这种基因如何影响老鼠的大脑和行为，这种基因也存在于其他哺乳动物和人类身上。
该基因编码Gpr12，这是一种“孤儿受体”，之所以被称为“孤儿受体”，是因为尚不清楚大脑中的什么分子激活了它。令他们惊讶的是，研究人员发现这些感受器并不在前额叶皮层，也就是工作记忆的所在地，而是在更远的大脑丘脑的神经元中。
表现优异的小鼠在丘脑中的这些受体大约是表现欠佳的小鼠的2.5倍。大脑活动记录显示，这些受体有助于建立同步活动在工作记忆任务中，丘脑和前额叶皮层之间。
研究人员发现，这种同步性似乎对保持记忆至关重要:当老鼠发现自己在迷宫的岔路口时，它越高，就越有可能做出准确的“向左或向右”选择，这表明它已经记住了之前访问中获得的信息。
“我们证明了老鼠表现更好，有更多的这些受体，因此能够建立更多的同步性，”Rajasethupathy说。
这些发现通过揭示前额叶皮层和丘脑之间对话的关键作用，扩展了经典模型，为研究人员思考工作记忆提供了新的方法。Rajasethupathy和她的同事计划继续研究Gpr12受体所起作用的细节，这可能会导致治疗工作记忆缺陷的潜在治疗靶点。
她说:“很难找到一个单一基因对工作记忆等复杂认知功能有强烈影响。”“但在这种情况下，这恰好是真的，它让我们发现了意想不到的工作机制内存．"
