中国科学家对“恐惧记忆形成机制”有新发现

2010年01月06日08:28  来源:新华社

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  新华社上海1月5日电(仇逸 孙国根)“一朝被蛇咬,十年怕井绳”。经过近3年研究,复旦大学脑科学研究院马兰教授带领的研究人员发现,脑内的一种蛋白质b抑制因子参与了“恐惧记忆”的形成;研究结果表明,b抑制因子作为神经信号分子在脑内有重要作用,在记忆形成中扮演了一个至关重要的角色。

  这一成果有助于阐明人的大脑是如何处理恐惧信息,并通过何种途径建立起对恐惧事件的牢固记忆,给人类因事故、战争或灾难性心理创伤造成的精神障碍等疾病的治疗和药物研发带来新的希望。

  近日,这一成果刊登在最新一期《美国科学院院报》上,发表后即被著名的《自然》杂志《自然中国》网站列为“研究亮点”,并以“神经科学:恐惧因子”为题作了详细报道。

  记忆是发生在大脑内的一种十分复杂的生理过程。长期以来,科学家都在思考“记忆是如何形成并长久保持的”这一脑科学研究的重要前沿问题。研究发现,完整的记忆过程包括记忆的获得、保持、巩固和再巩固等几个按顺序发展的关键环节,神经科学家还发现,记忆的形成需要脑内多个区域的协作,而不同类型记忆的形成则涉及大脑的不同部位,如人们对空间位置的记忆与脑海马结构有关,而害怕等情感性的记忆的形成则受到大脑中的杏仁核复合体的控制。人们对所经历的可能危及生命和生存的伤害性刺激会产生恐惧,对令人恐惧事件的记忆尤为深刻,可能终生难忘,故有“一朝被蛇咬,十年怕井绳”之说。

  “可怕的经历”究竟会引起脑细胞的哪些改变?这些变化和脑杏仁核复合体又是如何参与对恐惧事件的记忆的?为了搞清楚这些问题,马兰教授指导几位研究生对老鼠进了“恐惧记忆”的研究。他们在播放一段声音的同时对小鼠进行电击;之后,给老鼠再次播放同样的声音但不再施加电击,观察老鼠是否对这段声音产生了恐惧记忆。正常实验小鼠会对这段声音产生恐惧。可是,缺失了b抑制因子基因的小鼠却难以对相同声音产生恐惧,即便进行更多次的播放声音同时伴随电击的训练后,没有b抑制因子的老鼠形成了对这种声音的恐惧记忆,但也会比正常的老鼠更快地忘记。

  实验结果显示,在老鼠感到害怕的时候,掌控大脑情感的杏仁核复合体区域会产生大量的环磷酸腺苷分子,这些环磷酸腺苷分子是参与记忆的“第二信使”,他们的释放能激活蛋白激酶A并促使杏仁核复合体区域的b抑制因子快速地转移到神经突触膜上,“招募”环磷酸腺苷水解酶PDE4,从而使蛋白激酶A在神经突触保持适当的浓度。也就是说,b抑制因子是反馈调节环磷酸腺苷分子和蛋白激酶A信号通路的关键分子,如果缺乏b抑制因子,老鼠受惊吓时脑杏仁核复合体的神经信号通路就会过度激活,恐惧记忆就无法形成。

  研究小组的上述研究表明,恐惧能够选择性地激活脑杏仁复合体区域的蛋白激酶A和b抑制因子,b抑制因子对蛋白激酶A神经信号通路的调节,对恐惧记忆形成有关键作用。

  马兰教授带领的研究小组多年来一直从事分子神经生物学研究,2005年曾发现b抑制因子在传递神经受体信号中的新功能,相关论文发表在生命科学顶级学术刊物《细胞》上,引起学术界的广泛关注。

(责任编辑:赵竹青)
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