《人类“记忆重现”时的全脑激活模式 》

  • 编译者: 苑亚坤
  • 发布时间:2024-10-25
  • 将离散的经历整合成一个连贯的叙述,塑造了认知地图,为我们的经历提供了结构化的心理表征。在这个过程中,过去的记忆被重新激活并按顺序重播,促进海马-皮质对话。然而,与记忆的顺序重新激活(或重播)相吻合的全脑参与在很大程度上仍未得到探索。在这项研究中,采用同步EEG-fMRI,捕捉了记忆重放的空间和时间动态。研究发现,在心理模拟过程中,过去的记忆会像 EEG 检测到的那样以快速序列重播。这些瞬时重放事件与海马体和内侧前额叶皮层中 fMRI 活动的增加有关。重放的发生加强了海马体和默认模式网络之间的功能连接,默认模式网络是一组代表认知地图的关键大脑区域。另一方面,当受试者在学习后处于休息状态时,任务相关项目的记忆再激活比学习前休息更强,并且还与海马激活增强和海马与内嗅皮层的连接增强有关。总之,该研究结果强调了与瞬态记忆再激活及其顺序重放相关的分布式、全脑参与。

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  • 《Nature | 脑星形胶质细胞存在免疫记忆》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-03-28
    • 2024年3月20日,哈佛医学院Francisco J. Quintana通讯在Nature发表题为Disease-associated astrocyte epigenetic memory promotes CNS pathology的文章,对星形胶质细胞在神经疾病,特别是多发性硬化症(MS)发病机制中的作用提供了开创性的见解。这项研究鉴定了星形胶质细胞亚群的存在,其亚群特征是表观遗传记忆,这是一种超越初始刺激的细胞记忆形式。这些星形胶质细胞被称为“记忆星形胶质细胞”(memory astrocyte),在再刺激时表现出更强的促炎反应,类似于在适应性免疫中观察到的免疫记忆。 作者采用了单细胞RNA测序、染色质可及性测定和CRISPR-Cas9等来阐明潜在的机制。研究表明,代谢酶ATP-柠檬酸裂解酶(ATP-citrate lyase, ACLY)在控制星形胶质细胞表观遗传记忆中起着关键作用。ACLY能产生乙酰辅酶a,然后组蛋白乙酰转移酶p300利用这来改变染色质的可及性,从而影响基因表达。ACLY+p300+星形胶质细胞的含量在急性和慢性实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型中都显著升高。这些星形胶质细胞的基因失活可改善EAE,提示了其致病潜力。 作者使用FIND-seq进行进一步研究,确定了ACLY+p300+星形胶质细胞的一个独特亚群,这些亚群在EAE和MS病变中扩增。这些星形胶质细胞表现出与表观遗传记忆特征密切一致的转录谱,表明它们参与促进中枢神经系统炎症。最后,这一发现超越了小鼠模型,拓展到了人类星形胶质细胞。作者在刺激后观察到类似的促炎反应。多发性硬化症患者星形胶质细胞的单细胞RNA测序显示,慢性多发性痴呆症病变中ACLY+p300+星形胶质细胞发生了扩增,证实了这些发现与人类疾病的相关性。 总之,这些数据表明星形胶质细胞表观遗传记忆是MS和可能的其他神经系统疾病的中枢神经系统病理的关键因素。ACLY+p300+星形胶质细胞作为中枢神经系统炎症驱动因素的鉴定为治疗干预提供了一个新的靶点,有可能为治疗多发性硬化症和其他慢性神经疾病提供新的途径。
  • 《Cell | 协调大脑分布式网络活动的记忆抵抗消逝》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-01-22
    • 2024年1月18日,牛津大学的研究人员在 Cell 期刊发表了题为Coordinating brain-distributed network activities in memory resistant to extinction的文章。 某些记忆抵抗消逝以继续激发适应不良的行为。这些记忆的牢固性可能取决于它们在多个大脑区域的神经元群体中广泛分布的实现。然而,分散的神经元活动如何被集体组织起来以支持持久的记忆引导行为仍然未知。 该研究同时监测了小鼠大脑的前额叶皮层、伏隔核、杏仁核、海马体和腹侧被盖区 (VTA),从最初的回忆到涉及可卡因体验的记忆的灭绝后更新。研究人员发现了一种高阶的短寿命β频率(15-25 Hz)活动模式,这些活动在记忆检索过程中在这些网络之间瞬时协调。来自上游 VTA 谷氨酸能神经元的发散通路的输出,以较慢的 (4-Hz) 振荡为节奏,激活这种多网络 β 波段共激活;其闭环相位知情抑制可防止可卡因偏向行为的更新。以这种时间结构的方式结合大脑分布的神经活动可能构成稳健记忆表达的组织原则。