如何让坏记忆变好?科学家发现⼤脑定向分配不同情绪的“神秘分⼦”

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“很多精神类的疾病都是由于大脑不能正确调控正面情绪或负面情绪,比如成瘾性疾病(药物成瘾、赌博)是大脑过度处理正面情绪,而抑郁症或焦虑症是由于大脑对负面情绪的反应过于强烈。这项研究发现了神经紧张素作为一个小分子多肽,能够双向调节正面或者负面记忆的形成。从而打开了通过小分子多肽来调节正面-负面情绪控制的可能性。将来有望通过调控神经紧张素在大脑中的浓度, 来控制大脑对情绪和记忆的判断,从而缓解情绪类的精神疾病。”即将于2023年在美国西北大学范伯格医学院神经科学系任职助理教授的李浩说。

最近,其担任第一作者的论文以《神经降压素在杏仁核中协调价分配》为题发表。

关于该成果他表示,我们日常中的大部分行为和决定,在很大程度上都是为了获得奖励比如食物和夸赞, 或者是为了躲避惩罚。所以大脑根据对外界环境的记忆,来判断正面或负面价值的能力显得格外重要。

比如我们看见一个外界信号,就要很快根据记忆来判断这个信号代表好还是坏,只有这样才能迅速做出有效反应。在大脑里,该团队之前的研究发现,小鼠基底外侧杏仁核不同的神经元在奖励学习和惩罚学习之后,会有选择性地对正面记忆或负面记忆产生反应。

但是,课题组尚不清楚这些正面或者负面的神经元是如何形成的。比如奖励或者惩罚学习,是如何有选择性地激活这些不同的基底外侧杏仁核。以及在学习过程中,这些神经元是如何联系外界信号和它们所对应的结果。

研究中,该团队用小鼠行为模型来模拟“巴夫洛夫”的学习过程。期间,他们训练小鼠学习用不同的声音,来判断接下来会得到糖水奖励还是电机惩罚。具体来说,其通过小鼠受训练后对声音的反应,来判断奖励学习或惩罚学习的效果。

课题组发现从下丘脑室旁核释放到基底外侧杏仁核的神经紧张素,对调控正面记忆或负面记忆的形成和学习过程,有着决定性的作用。

在奖励学习的过程中,神经紧张素的释放会得到增强,从而促进奖励学习;在惩罚学习过程中,神经紧张素的释放会被减弱,从而促进惩罚学习。通过在不同学习环境下,进行不同的神经紧张素释放,会让基底外侧杏仁核神经元的活动得到调控,进而产生好记忆或者坏记忆。

审稿人评价称: “ 作者结合了神经科学、基因学和细胞生物学, 对神经紧张素通路进行了系统而全面的研究。这一研究结果对系统神经生物领域有着重要价值。”

当然, 实验过程中并非事事亨通, 期间遇到过多次结果和假设不相符的时候。不过正是这些困难, 才让研究人员得以进行更深刻的思考, 进而设计不同的实验, 从不同角度来测试假设。此外, 审稿人也提出了宝贵意见, 让此次项目得以更加完整。

据介绍, 李浩本科就读于山东大学, 当时对生物只有浅显的初步认识, 并没有打算以后搞研究。对神经科学的兴趣, 是来到美国后才慢慢培养出来的。本科毕业后, 他来到美国南达科他大学读硕士。其所在的实验室很小, 算上导师只有三四个人。

实验室小的好处就是每个人都能得到导师足够的关注,几个同学也都成为朋友, 慢慢在这种良好友善的环境下, 他才对做科研产生了兴趣, 也才下定决心继续做科研。

之后, 他到南卡罗莱纳医科大学读博, 当时的导师和同学人也很好。2019年博士毕业后, 其来到索尔克研究所做博后。2023年,李浩在美国西北大学建立独立实验室, 将致力于进一步揭开神经多肽如何控制神经通路, 并将研究神经多肽在精神类疾病、比如抑郁症和药物上瘾中的作用。

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