科學(xué)家成功繪制出大腦神經(jīng)細(xì)胞“地圖” 有望幫助開(kāi)發(fā)治療神經(jīng)變性等疾病的新型療法

最近，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Nature上的研究報(bào)告中，來(lái)自弗萊堡大學(xué)的科學(xué)家們通過(guò)研究開(kāi)發(fā)出了一種新型模型來(lái)解釋大腦如何儲(chǔ)存一些“有形事件”（tangible events）的記憶，這種模型的開(kāi)發(fā)主要基于一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中研究人員讓小鼠置于虛擬環(huán)境中讓其尋找一個(gè)可以獲得獎(jiǎng)勵(lì)的地方。

向前走幾步，停下來(lái)，環(huán)顧四周；在電子游戲的世界里，描繪四米長(zhǎng)的走廊的墻壁是由綠色和藍(lán)色的圖案方塊所組成的，地板上有綠松石色的圓點(diǎn)。在不遠(yuǎn)處，地板上有一個(gè)像餅干一樣的棕色圓盤(pán)，這就是獎(jiǎng)勵(lì)地點(diǎn)的符號(hào)，小鼠的目標(biāo)就是到達(dá)那里，隨后符號(hào)就會(huì)消失，而下一塊餅干會(huì)迅速出現(xiàn)在走廊的更遠(yuǎn)處，小鼠通常會(huì)被一些監(jiān)測(cè)儀所包圍，如果其到達(dá)獎(jiǎng)勵(lì)地點(diǎn)，研究者就會(huì)用吸管給它一滴豆?jié){，并刺激小鼠形成對(duì)虛擬世界的記憶，而如果小鼠要想知道何時(shí)以及在何地會(huì)獲得獎(jiǎng)勵(lì)的話，它還必須學(xué)會(huì)如何在視頻中定位自身并且區(qū)分不同的走廊。

用特殊的顯微鏡觀察大腦

研究者Thomas Hainmuller表示，隨著小鼠開(kāi)始慢慢了解到自己所處的環(huán)境，我們就能夠利用一些特殊的顯微鏡來(lái)從外部觀察其大腦，并將其大腦中神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)記錄下來(lái)，在現(xiàn)實(shí)中，小鼠的頭部會(huì)在顯微鏡下相對(duì)靜止，而在視頻游戲的虛擬世界中缺失可以來(lái)回活動(dòng)的；而在錄音記錄中，一旦被激活小鼠的遺傳修飾后的神經(jīng)細(xì)胞就會(huì)閃爍。目前研究人員正在利用該方法來(lái)調(diào)查小鼠機(jī)體大腦記憶提取和分類的分子機(jī)制，基于這種方法，研究者就能夠觀察并且對(duì)比大腦記憶形成過(guò)程的不同階段神經(jīng)細(xì)胞的活性。

神經(jīng)細(xì)胞編碼的地方

稱之為海馬體的大腦區(qū)域在記憶形成過(guò)程中扮演著決定性的角色，文章中，研究者表示，海馬體中的神經(jīng)細(xì)胞能夠制造出一張?zhí)摂M世界的圖譜，而其中就包含虛擬世界中編碼實(shí)際位置的單一神經(jīng)元。早期研究結(jié)果顯示，人類海馬體中的神經(jīng)元能夠以相同的方式在視頻游戲中進(jìn)行編碼；讓研究人員不可思議的是，他們?cè)诤ｑR體中發(fā)現(xiàn)了非常不同的細(xì)胞圖譜，在某種程度上，其就能夠提供小鼠在走廊中的大致位置，同時(shí)研究者還考慮到了時(shí)間和環(huán)境因素，最重要的就是小鼠所在的走廊位置信息。

更好地理解大腦的記憶形成

最后研究者表示，我們所提出的模型能夠幫助解釋海馬體中神經(jīng)細(xì)胞的活性如何繪制出記憶事件的空間、事件和內(nèi)容等信息，相關(guān)研究或能幫助更好地理解大腦記憶形成效應(yīng)中的生物學(xué)機(jī)制，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)講，本文研究結(jié)果還能幫助研究人員開(kāi)發(fā)治療神經(jīng)變性和精神性疾病患者的新型療法。