气味会改变大脑处理记忆的方式,或成一味良药

作者丨唐一尘

气味会改变大脑处理记忆的方式,或成一味良药


近日,在《学习与记忆》杂志上发表的一篇新论文中,美国波士顿大学系统神经科学中心的研究人员揭示了气味在触发对过去经历的记忆方面的力量,及其作为一种工具来治疗与记忆相关的情绪障碍的可能性。


气味会改变大脑处理记忆的方式,或成一味良药


波士顿大学神经学家、该研究通讯作者SteveRamirez说:“如果气味可以用来唤起人们对一段记忆的详细回忆,甚至是对创伤性经历的回忆,我们就可以利用这一点进行治疗。”

到目前为止,气味与记忆之间的联系一直是个谜。事实上,即使是记忆形成的基本机制,也一直存在争议。


传统理论——系统整合理论——认为人们的记忆一开始是由马蹄形的脑区域海马体处理的,海马体为记忆注入了丰富的细节。


随着时间的推移,特别是当我们睡觉的时候,一组保持特定记忆的脑细胞会重新激活和重组。


然后,记忆由大脑的前部——前额叶皮层——而不是海马体来处理,这时许多细节在混乱中丢失了。


这个理论有它的优点。首先,它可以解释为什么随着时间的流逝,记忆会变得有点模糊。


这也有助于解释为什么海马体损伤的人往往不能形成新的记忆,而他们旧的记忆仍储存在大脑中。


相反,那些前额叶皮层受损的人往往表现出健忘症症状:记不起过去。


然而,系统整合理论的批评者认为它并不能说明全部。


如果记忆从海马体中滑出,随着时间的推移,其细节被剥离,那么为什么许多人甚至多年后仍能对一件事有清晰的记忆——尤其是那些患有创伤后应激障碍的人?为什么在海马体中被处理的气味有时会触发看似休眠的记忆?


气味会改变大脑处理记忆的方式,或成一味良药

小鼠前边缘皮层中的锥体细胞(蓝色)在离散记忆形成过程中是活跃的(绿色)。传统上认为,这些细胞在最初的记忆形成时不那么活跃,但随着时间的推移变得更加活跃(如21天后,红色所示),导致这些神经元群的重叠程度更高(黄色)。图片来源:Dr. Stephanie Grella (Ramirez Lab)

为了回答这些问题,Ramirez和实验室成员通过在一个特殊的容器里对老鼠进行了一系列无害但令其吃惊的电击,制造老鼠的恐惧记忆。


在电击期间,一半的老鼠闻到了杏仁提取物的气味,而另一半老鼠没有闻到任何气味。


第二天,研究人员将老鼠放回同一个容器中,让它们回忆新形成的记忆。


气味组的老鼠在实验过程中再一次闻到了杏仁提取物的味道,而无气味组的老鼠则没有闻到任何气味。


但这一次,两组都没有受到任何新的电击。


与系统巩固理论相一致的是,两组老鼠在回忆过程中都表现出了海马体的显著激活,这表明它们记得前一天受到的电击。


然而,在20天后的再次回忆过程中,老鼠受到了电击。


正如预期的那样,在没有气味的那组,恐惧记忆的处理已经转移到前额叶皮层,但气味组在海马体中仍然有显著的大脑活动。


气味会改变大脑处理记忆的方式,或成一味良药

研究表明,当显著的记忆中充满了高度相关的信息,比如气味,这个系统整合的过程就会延迟,因为它们继续依赖于海马体进行处理。图片来源:Dr.Stephanie Grella (Ramirez Lab)

“这一发现表明我们可以让海马体在某个时间点恢复正常,气味可以作为一种线索,通过细节来恢复或重新激活记忆。”Ramirez说。


Ramirez补充说,我们仍然不确定气味在记忆处理中的确切作用。


也许气味可以延迟记忆向前额叶皮层的转变,从而更长时间地保存细节。


如果是这样的话,一种气味只需要在记忆形成过程中出现,就能使记忆保持生动。


另一种可能是,在气味相关的记忆中,额前皮层仍然会发生变化,但如果相同的气味稍后再次出现,海马体就会重新激活,记忆就会恢复丢失的细节。


不论细节如何,Ramirez说,这项研究为我们提供了一幅非人类动物记忆处理的蓝图,而这些信息有一天可能会导致在人类心理健康状况的治疗上取得突破,比如创伤后应激障碍。


许多创伤后应激障碍的心理治疗和药物治疗都试图抑制或抑制创伤记忆,但这一过程只有在人们主动回忆起这些记忆时才能有效进行。


换句话说,激发记忆的气味可能比我们意识到的更有力量。


今天,它们是我们怀旧和焦虑的导火索,但明天,它们可能成为治疗手段。


相关论文信息:

http://dx.doi.org/10.1101/lm.050690.119



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