在最新的一项研究中,科学家首次给出证据,证明非人类动物可以通过记忆在大脑中重演过去的事件。这项研究提供了一种研究动物记忆的新方法,并且其结果或许有助于对阿尔茨海默病治疗的研究。这项研究发表于2018年5月10日的《当代生物学(Current Biology)》杂志,原标题《情景记忆在老鼠大脑中的重演(Replay of Episodic Memories in the Rat)》。

对老鼠进行的气味顺序记忆实验

在最新的一项研究中,印第安纳大学的神经科学家给出了首例证据,证明非人类动物可以通过记忆在心理上重演过去经历的事件。这一发现或许有助于开发治疗阿尔茨海默病(老年痴呆症)的新药物。

新研究有助于对阿尔茨海默病的研究

“我们研究动物的记忆,不仅仅是为了了解动物,而是要开发新的记忆模型,这可以用于人类对阿尔茨海默病等记忆障碍疾病的研究”,这项研究的领导者,印第安纳大学伯明顿分校的神经科学家乔纳森·克瑞斯特尔(Jonathon Crystal)说道。

克瑞斯特尔表示,目前多数对于治疗阿尔茨海默氏症药物的临床研究,都是在研究这些化合物是如何影响人类的空间记忆的,这是在动物中最容易评估的记忆类型之一。但是,空间记忆的衰退并不是阿尔茨海默病对患者造成的最重要的伤害。

情景记忆重演

“如果你家中的老人患有阿尔茨海默病,那么最令人心碎的往往是,他们会把你上次对他们讲述的经历忘得一干二净”,印第安纳大学的博士生丹尼尔·帕诺兹-布朗说道,她是这项研究的第一作者。“我们在这项研究中关心的是情景记忆和情景记忆重演——因为不论是患了阿尔茨海默病,还是随着正常的衰老过程,人类的这项能力都会逐渐下降。”

情景记忆是指记忆特定事件的能力。例如,当你找不到你的汽车钥匙时,一般都会试图去回忆之前自己经历过的每个场景——从你上次锁车到自己现在的位置。按顺序在脑中重演这些事件的能力被称为“情景记忆重演(episodic memory replay)”。如果人不能记起事件发生的先后顺序,人们就无法理解自己经历的大多数情景,克瑞斯特尔说。

测试老鼠的情景记忆重演能力

为了评估动物从记忆中重演过去事件的能力,克瑞斯特尔的实验室花费了将近一年的时间训练了13只老鼠,使它们可以记住一个由多达12种不同的气味构成的顺序列表。老鼠会被放置在一个存在不同气味的“竞技场”中,当它们能够识别出从第二种到最后一种,或是从第四种到最后一种气味的顺序组合时,就会对它们给予奖励。

该小组在每次测试之前,都会改变小鼠需要记忆的“气味列表”中的气味数量,以确保它们需要记住列表中气味的全部顺序,而不是单凭记住某几种气味的存在就可以完成挑战。这样就能证明,动物是否具备记忆事件发生顺序的能力。

经过训练,这些老鼠在实验中完成了87%的挑战,这一结果强有力的证明了,非人类动物拥有情景记忆重演的能力。

另外,实验还证实了老鼠的记忆可以维持相当长的时间,并且这些记忆还能抵抗来自其他记忆的“干扰”,这也是情景记忆应当具备的两个特征。实验小组还进行了一个实验:暂时抑制老鼠大脑中海马体的活动(这是大脑处理情景记忆的部位),来证明老鼠确实是依靠大脑的这一部分来完成挑战的。

克瑞斯特尔说,寻找可靠的方法来测试老鼠的情景记忆能力很有必要,因为新的基因技术已经可以使科学家培养出患有类似于阿尔茨海默病症状的老鼠,并且直到现在,也只有这些经过遗传修饰的老鼠可以被用来研究新药物对阿尔茨海默病的疗效。

“我们真的在把动物的记忆模型逐渐扩展至接近于人类记忆的工作模式”,他说。“如果我们想攻克阿尔茨海默病,就必须确保我们正在保护的是正确的记忆类型。”

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