美國麻省理工(gong)學(xue)院的(de)神(shen)經(jing)科學(xue)家發現，大(da)(da)(da)腦中的(de)兩個神(shen)經(jing)回(hui)路可控制時間關聯事件記憶(yi)的(de)形成，是大(da)(da)(da)腦記憶(yi)機制研究方(fang)面的(de)重(zhong)大(da)(da)(da)進展(zhan)。
人(ren)類的(de)(de)(de)(de)大腦很難記住日常瑣碎(sui)的(de)(de)(de)(de)、司空見慣的(de)(de)(de)(de)小事(shi)(shi)(shi)，但對于有(you)意義的(de)(de)(de)(de)次(ci)序事(shi)(shi)(shi)件的(de)(de)(de)(de)記憶卻會十(shi)分(fen)清晰(xi)。舉例來說(shuo)，如果你在(zai)聽(ting)到尖銳的(de)(de)(de)(de)汽車剎車聲后(hou)，目睹了一場車毀(hui)人(ren)亡的(de)(de)(de)(de)慘劇，此后(hou)在(zai)你的(de)(de)(de)(de)人(ren)生(sheng)中，一旦再次(ci)聽(ting)到類似(si)的(de)(de)(de)(de)聲音(yin)，你就會不由自主地恐懼。這說(shuo)明(ming)，你的(de)(de)(de)(de)大腦已經將(jiang)剎車聲與車禍緊密地聯系在(zai)了一起。時間關聯事(shi)(shi)(shi)件記憶對人(ren)類生(sheng)存具有(you)十(shi)分(fen)重要的(de)(de)(de)(de)意義，它可以幫助大腦判斷如何(he)趨利避害。
對(dui)(dui)事件的(de)記(ji)憶(yi)又稱為(wei)情景(jing)記(ji)憶(yi)，是指對(dui)(dui)特定時間(jian)、地(di)點、經(jing)(jing)歷的(de)事情和(he)經(jing)(jing)驗的(de)記(ji)憶(yi)（時空背(bei)景(jing)標記(ji)）。海馬是情景(jing)記(ji)憶(yi)的(de)重(zhong)要腦部結構，除(chu)了要協調時間(jian)、地(di)點和(he)事件三要素外，還需要聯通內嗅(xiu)皮(pi)層。內嗅(xiu)皮(pi)層有很多層，可(ke)從(cong)大腦感覺(jue)處理區接受諸如景(jing)色和(he)聲音等感覺(jue)信(xin)息，并將(jiang)感覺(jue)信(xin)息傳到海馬。
此(ci)前關于位(wei)置(zhi)(zhi)與關聯對象的研究比(bi)較充分。海馬的特定神經元被稱(cheng)為(wei)位(wei)置(zhi)(zhi)細胞(bao)，負(fu)責(ze)處理空間信(xin)息。當動物到達(da)某一特定地點(dian)時，會激活位(wei)置(zhi)(zhi)細胞(bao)。但對時間與關聯對象的研究則(ze)相對落后。
2011年，麻省理工學院的神經科(ke)學家發現了突觸回(hui)(hui)路(lu)。該回(hui)(hui)路(lu)負責(ze)聯(lian)通內嗅皮層(ceng)第(di)3層(ceng)和海馬ca1區，與雙事件記憶相(xiang)關。當該區受損后，動物失(shi)去對聲音(yin)的恐懼。
在最新(xin)的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)中(zhong)，研(yan)(yan)究(jiu)人員(yuan)發(fa)現了一(yi)(yi)(yi)個(ge)前所(suo)未知的(de)(de)神經(jing)回(hui)路，他們將(jiang)其稱為島細胞(bao)，形成于內嗅皮(pi)層的(de)(de)第(di)2層，可激(ji)活(huo)海馬ca1區的(de)(de)抑(yi)制(zhi)神經(jing)元，抑(yi)制(zhi)由突觸回(hui)路激(ji)活(huo)的(de)(de)ca1區神經(jing)元。該回(hui)路可產生一(yi)(yi)(yi)個(ge)反向平衡，抑(yi)制(zhi)大腦(nao)將(jiang)兩個(ge)事件關聯在一(yi)(yi)(yi)起(qi)。研(yan)(yan)究(jiu)人員(yuan)推測，這一(yi)(yi)(yi)途徑(jing)可避(bi)免(mian)大腦(nao)不斷將(jiang)不重要(yao)的(de)(de)事件在時間(jian)上進(jin)行關聯。
他們利用光(guang)遺傳學技術，即(ji)在光(guang)線的(de)作(zuo)用下，可令特定神(shen)經(jing)元(yuan)打開或關閉的(de)技術，證明了(le)突觸回路和島(dao)細胞之間的(de)相互影響(xiang)。
正(zheng)常(chang)小鼠可(ke)關聯事件的最(zui)大(da)時(shi)間(jian)差約為(wei)20秒，研究表明，提(ti)高內嗅皮層(ceng)第(di)3層(ceng)細(xi)胞(bao)活性(xing)或(huo)抑制第(di)2層(ceng)島(dao)細(xi)胞(bao)可(ke)延長該期限(xian)；同樣，抑制第(di)3層(ceng)細(xi)胞(bao)或(huo)激活第(di)2層(ceng)島(dao)細(xi)胞(bao)可(ke)縮短該期限(xian)。
研(yan)究(jiu)人員推測，通(tong)過(guo)延長ca1區的興奮，可使動物對聲音(yin)的記憶保(bao)持(chi)(chi)足夠長，并可將(jiang)雙事(shi)件關聯在一(yi)起。目(mu)前研(yan)究(jiu)人員正在研(yan)究(jiu)ca1區是否在雙事(shi)件的整個間隔區間內一(yi)直保(bao)持(chi)(chi)興奮。
該發現十分(fen)重要，它表明內嗅皮層的(de)不同神經(jing)元在向海(hai)馬(ma)提供信息時所具有(you)的(de)重要功能。這(zhe)兩個神經(jing)回路的(de)交互作用，對動物(wu)及人類的(de)生(sheng)存具有(you)十分(fen)重要的(de)意義，它既可(ke)(ke)以避免因心驚膽裂而導致(zhi)的(de)驚慌失措，又(you)可(ke)(ke)避免因粗心大(da)意而導致(zhi)的(de)猝不及防。
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大腦如何將來自外界的信息轉化為我們記得的東西?一個由國際人腦項目研究人員組成的國際研究小組放大了紋狀體中的神經元回路，紋狀體是涉及記憶，行為和獎勵學習的大腦結構。這項發現發表在《PLOS計算生物學雜志》上，增加了我們對神經系統基本功能及其學習和適應不斷變化的條件的能力的了解。
我們都知道這種經歷：我們聽到一種樂曲，并且它以某種方式留下了自己的印記，因此，即使幾十年后，當我們再次聽到它時，我們也會意識到它。我們只看過梵高的一幅畫，這幅畫一直給我們留下深刻的印象。但是，如此短暫的旋律如何成為大腦的一部分，并導致形成影響我們行為的記憶呢?
大腦中的信息處理發生在通過突觸相互連接的神經元回路中。這些突觸的每次修改都會影響我們記憶事物或對某些刺激做出反應的方式。調節神經元回路的一種方法是通過突觸可塑性過程，其中某些突觸隨著時間的推移會隨著神經活動的增強或減弱。通過分析突觸修飾基礎的生化反應網絡，海德堡，洛桑，朱利希和斯德哥爾摩的科學家已經獲得了有關可塑性機制的新見解。
如果我們想加深對分子水平計算中諸如學習和記憶形成等高級現象的認識，那么可塑性機制的仿真至關重要。
在神經元中，外部和內部信息處理通過確定突觸可塑性的突觸信號轉導網絡進行。有時，甚至單個分子也能夠在這些網絡中實現計算能力。一種這樣的情況是哺乳動物腺苷酸環化酶家族，其可以將細胞外信號翻譯成細胞內分子cAMP，這是主要的細胞第二信使信號分子之一。Forschungszentrum Juelich的Paolo Carloni說：這些酶讓我著迷了很長時間，因為真正重要的不是催化反應有多快，而是大自然如何嚴格控制這些化學機器：具體輔助蛋白通過精確地靶向AC酶，啟動化學反應，其他酶則阻止它們。我們的工作為理解這些AC蛋白的分子識別邁出了重要的一步，在此基礎上，神經元可以以驚人的精確度和保真度控制AC催化反應的速度。這繼而激活了神經功能所必需的后續下游過程。
本文提供的結果包括海德堡理論研究所的麗貝卡韋德研究小組，洛桑聯邦理工學院的Ursula Roethlisberger，洛桑大學的Paolo Carloni和皇家學院的Jeanette Hellgren Kotaleski斯德哥爾摩技術學院。該項目已從人腦項目獲得資助。大腦表達9種膜結合AC變體，而AC5是紋狀體中的主要形式。在獎勵學習過程中，cAMP產生對于加強從皮質神經元到紋狀體主要神經元的突觸至關重要，其形成依賴于多種神經調節系統，如多巴胺和乙酰膽堿。在這項研究中，有必要將四個實驗室的科學家的不同計算專業知識集中在一起，以多尺度模擬方法來構建依賴AC5的信號系統的動力學模型， Rebecca Wade領導了這項研究。海德堡理論研究所。通過這種模式，
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