自愿性健忘症:海马操作可消除痛苦记忆



每个人都有他想忘记的回忆。 其中一些只是令人不快的,会引起悲伤,羞耻,恐惧,还有一些会造成严重的伤害,从而使人患有真正的精神障碍(PTSD,焦虑症等)。 如果可以操纵诸如USB闪存驱动器上的数据之类的人的记忆并删除不需要的人的记忆,则应对此类疾病将更加容易。 这正是我们今天正在考虑的研究中将要讨论的内容,科学家在该研究中指出,刺激某些海马细胞可以帮助“擦除”某些记忆并增亮其他记忆。 科学家到底有多成功?这种程序有多复杂?在对抗精神疾病方面有多有效? 我们将在研究小组的报告中寻找这些和其他问题的答案。 走吧

学习基础


众所周知,这项工作的主要实验对象是海马体。 人脑的这一部分由3000万个神经元组成,负责我们的情绪以及短期记忆到长期记忆的转变。 此外,海马在空间信息的处理和存储中也起着重要的作用,因此导致空间记忆的形成。 记忆的这一方面每天都在被我们不断使用,但我们对此没有考虑。 在家上班的方式,亲朋好友的面孔,如何握住插头等 -这些都是我们空间记忆的一部分。 简而言之,它由我们周围的一切所塑造。



海马的另一项重要任务是,尽管听起来很奇怪,但却会忘记。 正是在大脑的这一部分中,信息变得重要,被保留或不重要并被遗忘。 但是,科学家们仍无法确切确定选择所依据的标准。

随着年龄的增长,海马的活动及其神经元的更新变慢,这就是为什么海马减少是阿尔茨海默氏病最明亮的症状之一的原因。

科学家指出,先前进行的研究表明,海马的不同区域(部分)负责不同的情绪和记忆:背侧-时空记忆和背景信息; 腹侧-对压力,焦虑和情绪状态的一般反应。

因此,如果您以某种方式获得对这些特定域的控制权,则可以更改其工作机制。 早期,通过光学操纵海马背区细胞进行了实验,这使得控制正向记忆和负向记忆的行为表达成为可能。 但是,对海马腹侧区域的操作是否会产生类似效果仍是未知的。

此外,研究人员指出,寻找一种海马存储的记忆与人类行为之间的关系的机制的重要性。 因为正是这种压力或压力(可以说是从记忆档案中调用)信息的处理方式和原因,取决于压力,焦虑,创伤后疾病甚至抑郁的表现。

研究成果


首先,有必要确定海马的哪些部分对什么以及在什么程度上做出反应。


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为此,科学家使用了AAV9-c-Fos-tTA和AAV9-TRE-eYFP的可诱导病毒混合物,将其引入小鼠海马(雄性)的背侧或腹侧齿状筋膜 。 该混合物标记了依赖强力霉素(Dox)表达c-Fos基因的齿状筋膜神经元。 此刻,实验小鼠观察到他们面前的中立状态,即它们处于平静状态,没有施加外部压力或刺激( 1A1B )。
诱导型*是直到其自身的底物或其他紧密相关的化合物诱导(激活)其合成后,细胞才产生的酶。
齿状筋膜* (齿状回)-位于海马沟深处的锯齿状回,并变成带状回。
在无Dox的小鼠中,与Dox受试者的对照组( 1G1H1J1K )相比,在环境研究期间eYFP(即eYFP +)在背齿和腹齿状筋膜中的表达增加。

在第二天,小鼠显示eYFP +和c-Fos +细胞的数量正好在背侧部分而不是腹侧部分显着增加( 1C - 1F1I1L )。 这证实了海马背侧区域在环境识别中的重要性。

接下来,科学家们决定在恐惧形成过程中以及第二天与之相关的记忆复制过程中检查齿状回细胞的活性。

与之前的测试一样,测试小鼠接受了病毒混合物的注射,然后停止给予Dox。 48小时后,将小鼠放置在小室中,以180秒的时间间隔向它们施加4次微弱的电流放电(通过小室的底部)。 之后,将小鼠放回中性室,再次开始给予强力霉素(Dox)。

第二天,将这些小鼠再次置于休克室中(不再使用放电),以重现其恐惧感( 2A2B )。


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将小鼠留在室内90分钟后收集大脑数据,此后科学家能够估算背齿和腹齿状回中eYFP和c-Fos细胞的数量。

如预期的那样,在海马的两个部分(背侧和腹侧)中,细胞激活( 2C - 2E )均显着增加。 这是由于以下事实:这两个位置都在与某些情绪相关的记忆形成中起作用。

中间结果如下:小鼠处于中性和压力环境后,背部区域的齿状回细胞被激活。 但是腹侧区域的细胞只有在受到压力后才会重新激活。

在研究的下一阶段,科学家将自己的任务确定为沿着海马体纵轴的细胞确切的光遗传激活是否会影响与食欲和恐惧有关的行为。
光遗传学* -通过将视蛋白(光敏受体)引入对光有反应的膜来研究神经细胞的方法。
用表达视紫红质-2通道(ChR2)的活性依赖性病毒混合物将实验小鼠注射到背部或腹侧区域。 将光纤( 2F2H )植入到注射部位后。

停用强力霉素来标记负责应对以下情况的细胞:中性环境; 压力情况(通过腔室底部的电流的施加)以及将雌性( 2G )放入腔室中。

科学家通过海马的背侧或腹侧部分激活了与恐惧有关的记忆。 这导致了男性测试对象的死亡,这是发生危险( 2I2J2L2M )时小鼠的标准反应。

与雌性动物在房间中的存在相关的记忆的激活导致雄性动物移动到雌性动物所在的摄影点。 也就是说,该男性记得例如昨天她站在左上角,当海马启动时,他就搬到了那里。

但是,与中性环境相关的记忆激活并未在男性实验对象中引起任何反应,这也是人们所期望的( 2K2N )。

以上实验及其实际结果证实了海马的背侧和腹侧区域参与了恐惧的形成和与之相关的记忆。 通过某些细胞的重新激活来管理这些位点可使受试者诱导恐惧的行为表达。 换句话说,这些实验已经证实通过控制海马体来操纵记忆和情绪的可能性。

最后,研究人员着手进行了旨在回答该问题的实验-是否有可能通过外部影响长期改变与记忆有关的行为。

所有实验对象首先通过压力室(环境A)进入该阶段,然后将雌性放置在压力室中,然后是中性环境并再次施加压力(环境B)。

准备之后,科学家对小鼠海马的背侧和腹侧区域进行了细胞激活程序(疗程10分钟,每天2次,共5天)。 重新激活后再过24小时,在不使用光刺激的情况下进行了行为测试( 3A )。


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在经历压力阶段(4次电流放电)的小鼠中进行的背部刺激程序显示出褪色反应显着降低( 3B )。 但是,仅受一次放电影响的小鼠腹侧区域的刺激显示出褪色反应的增加( 3C )。

为了确保实验对象行为上的这种差异与基底外侧扁桃体的工作无关,后者在恐惧和压力的治疗中起着重要作用,科学家使用了仅在DREADD药物上被激活的特殊受体。 这使海马刺激期间基底外侧扁桃体变弱( 3D3E )。 由于使用氯氮平-N-氧化物(CNO),表达hM4Di的细胞中cFos活性降低,并且所研究的细胞保持完整( 3F3H )。

科学家指出,在刺激海马背区的过程中,对恐惧症治疗的基底外侧扁桃体细胞进行化学上的抑制并不能阻止衰落反应的抑制( 3G )。 也就是说,基底外侧扁桃体细胞告诉大脑它应该是可怕的,需要在原处冻结,但是刺激海马背区域会抵消该信号,夸大地说。

最有趣的是,由于引入了基底外侧扁桃体细胞( 3H ),因此在刺激腹侧区域的过程中褪色反应的增强被破坏了。 再次夸大,也就是说,在腹侧区域,基底外侧扁桃体的细胞能够绕过刺激并减少褪色反应。 事实证明,在刺激背侧和腹侧区域的情况下,我们观察到相反的反应。

因此,显而易见的是,基底外侧扁桃体的影响非常显着,因为其治疗恐惧和压力的机制不同于海马中的机制,并且更为重要。

在没有CNO的情况下,经历了引起恐惧的海马细胞刺激后,受试者回到中性环境( 3K3L )后会激活背侧和腹侧区域的细胞。 但是,这些更改处于随机级别,即非常微不足道。 此外,在仅受腹侧区域刺激的小鼠组中,在与恐惧相关的记忆( 3K3L )的繁殖过程中,用基底外侧扁桃体细胞和活性细胞进行恐惧治疗的同时性显着增加。

总之,这些数据证实了齿状回细胞的再激活稳定地改变了所研究的齿状回细胞和基底外侧扁桃体中的神经活动。 这表明重新编程处理内存的单元是真实的。

要更详尽地了解这项研究的细微差别,建议您研究一下科学家报告

结语


这项研究不仅在实践中证实了海马的不同部分负责不同的,尽管与之相关的过程这一事实,而且还证明了从外部影响处理记忆的过程的真正可能性。

正如我之前所说,每个人都有一些我们很乐意忘记的东西。 可以说,痛苦的回忆会影响一个人的现在和未来,具体取决于疼痛的程度。 当然,在记忆操纵的情况下,可能会产生道德和伦理问题:一个人应该忘记什么吗? 是否有人使用类似的技术来避免责任; 并且如果有人未经他的同意而将这种可编程的健忘症应用于某人等。

随着新技术或新技术的出现,这些技术会干扰以前无法操纵的过程,因此始终存在很多争议。 永远会有对手和支持者。 但是,如果正确的方法是限制对有害人员有害的技术的使用,则可以避免出现问题。

判断这项技术为时尚早,因为它仍处于起步阶段。 科学家们本身并不打算在那里停下来,并将继续他们的研究。 根据他们的说法,这项技术将使您能够应对与非常痛苦的经历相关的许多精神疾病,而许多人很乐意忘记。

谢谢大家的关注,保持好奇心,祝您工作愉快。

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN453764/


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