多倫多大學(xué)的生物學(xué)家，最近發(fā)現了允許大腦利用記憶重現生動(dòng)感官體驗的機制，同時(shí)，也揭示了感官記憶如何產(chǎn)生并儲存在大腦之中。
這篇文章提供了一種全新的視角來(lái)解釋感官信息如何在記憶中表達，并可以解釋一些被視為阿爾茲海默癥的早期癥狀，如嗅覺(jué)能力喪失。
“我們的研究首次解釋了我們如何在記憶中重現生活中遇到的氣味，”細胞與系統生物學(xué)系的Afif Aqrabawi準博士說(shuō)。他是這篇《Nature Communications》的通訊作者。
“換句話(huà)說(shuō)，我們研究的問(wèn)題是，為什么當你走進(jìn)廚房你會(huì )聯(lián)想到你奶奶做的蘋(píng)果餡餅，”他說(shuō)。
由于屬于共同進(jìn)化，記憶與嗅覺(jué)之間有著(zhù)強烈的聯(lián)系——嗅覺(jué)和識別氣味的過(guò)程。在這項研究中，Aqrabawi和他的研究生導師Junchul Kim教授發(fā)現了大腦整合空間和時(shí)間信息的一個(gè)重要嗅覺(jué)區域，該區域被稱(chēng)為嗅前核（anterior olfactory nucleus，AON）。
“當你回憶起你的初吻時(shí)，你可能就會(huì )想起情人的香水味，”Aqrabawi說(shuō)。“這些元素結合起來(lái)以后，記憶就形成了。”
Aqrabawi利用小鼠偏好嗅探新氣味的本能，設計了一系列測試來(lái)檢驗AON的功能。“它們愿意花更多時(shí)間聞一種新氣味，而不是熟悉的氣味，”Aqrabawi說(shuō)。“當它們失去這種偏好的時(shí)候，說(shuō)明它們已經(jīng)不記得這個(gè)氣味了，即使它們以前嗅過(guò)，所以仍然會(huì )表現出好像第一次聞到一樣。”
研究人員首次發(fā)現AON與海馬之間存在一個(gè)前所未知的神經(jīng)回路。他們發(fā)現，甚至可以通過(guò)模仿海馬與AON之間的溝通來(lái)模擬阿爾茲海默癥患者的氣味記憶障礙。
該回路斷開(kāi)的小鼠會(huì )對之前聞過(guò)的氣味保持較長(cháng)時(shí)間的嗅探，相反，海馬-AON連接完整的小鼠則不會(huì )對舊氣味“好奇”。
“這表明，我們可能發(fā)現了大腦中控制嗅覺(jué)情景記憶的回路，該回路可用來(lái)模擬人類(lèi)神經(jīng)退行性疾病在情景記憶方面的缺陷，”Aqrabawi說(shuō)。
大量研究報告指出，嗅覺(jué)功能障礙是阿爾茲海默癥的發(fā)作癥狀，嗅覺(jué)記憶喪失先于認知衰退。
AON在阿爾茲海默癥研究中多有涉及，但對其功能的闡述并不多。據報道，它是最早的神經(jīng)退行位點(diǎn)，表現為神經(jīng)纖維纏結形成。
但是，導致嗅覺(jué)問(wèn)題的根本原因始終未能闡明。研究人員希望，通過(guò)更好地理解氣味記憶神經(jīng)回路，從而直接和有效地檢查這些回路是否正常運行，“這樣的測試可能比直接檢測患者嗅覺(jué)記憶本身靈敏度更高，”Kim補充道。“正因如此，我們希望開(kāi)發(fā)出快速、廉價(jià)和易于管理的基于嗅覺(jué)測試的阿爾茲海默癥早期診斷手段。”
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