来自中间隔的投射在大脑的海马体社交记忆中心建立联系
信用:吴晓婷/南希·普利兹克实验室 谁不想更好地记住你遇到的人，即使是在简单的介绍之后？ 斯坦福大学吴仔神经科学研究所的科学家进行的新研究表明，这可以通过有针对性地刺激大脑的血清素系统来实现
在2021年10月6日发表在《自然》杂志上的一项研究中，斯坦福团队首次能够观察到老鼠的大脑是如何形成对新认识的人的记忆的，并证明了使用靶向药物选择性抑制或增强这些社交记忆的能力
斯坦福大学医学系精神病学和行为科学南希·弗瑞德·普利兹克教授医学博士罗伯特·马伦卡说:“我们发现了一些神经元，这些神经元似乎告诉老鼠，它正在与一种新的动物互动，这种新的动物有着不同的气味、不同的面孔、不同的姿势等，并为这个个体产生了新的记忆痕迹。”
“通过上下调节神经活动，我们能够改变动物后来对这个新个体的记忆程度
" 博士吴晓婷补充说:“和我们一样，老鼠生活在群居中，需要能够快速记住另一种动物是否是家庭成员、曾经的侵略者、潜在的配偶等等。”
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马伦卡实验室的博士后研究员，这项新研究的主要作者
“这一发现确实令人兴奋，因为它代表了社会记忆的最早期阶段——一种记忆新个体的能力，这种能力可以通过未来的经历来建立
" 这项研究增加了马伦卡实验室越来越多的工作，展示了血清素和其他神经调节化学物质如何控制大脑中的社会认知，并代表着朝着有针对性的治疗迈出了有希望的一步，有朝一日可能改善自闭症、抑郁症和创伤后应激障碍(PTSD)等疾病中受损的社会功能
大脑如何建立档案 多年来，神经科学家一直致力于研究大脑记忆中心海马体的神经回路如何支持多层社会记忆的形成
吴、马琳卡和同事们想知道，当动物第一次遇到新的个体时，这些社会“档案”是如何开始的
在吴的带领下，研究人员将注意力集中在大脑中心附近的一个泪滴状神经元群——称为中间隔——他们发现，在两只不熟悉的老鼠进行社交活动时，中间隔特别活跃
为了测试中间隔细胞是否与动物记忆新个体的能力有关，研究小组对这些细胞进行了基因改造，使其对一对定制的药物化合物敏感——一个激活细胞，一个关闭细胞
然后，他们在给一只不熟悉的老鼠注射这些药物之前，先给老鼠注射一种药物
正常情况下，老鼠第一次见到新个体时会非常好奇，摸摸它们的胡须，到处闻闻它们
然而，一旦这一初步调查结束，动物们就基本上回到自己的事业中去了
动物们清楚地记得这最初的相遇至少有半个小时，因为再次遇见同一只动物并没有让他们变得如此兴奋:我刚刚遇到的同一张毛茸茸的脸——在这里没有什么新鲜事可看
但是，当研究人员在引入新动物之前使用一种药物选择性抑制内侧隔神经元时，他们阻止了这些社会记忆的形成
第一次见面很正常，但当动物们再次见面时，即使只是几分钟后，受影响的老鼠表现得好像从未见过另一只动物
另一方面，在动物第一次见面时，使用不同的药物选择性地增强内侧隔的活动，引发了超强的社交记忆:通常情况下，老鼠会在几个小时内忘记最初的相遇，但这些老鼠甚至在24小时后清楚地认出了他们的新相识
研究人员证明了这些中间隔神经元对新的社会记忆的形成至关重要，然后演示了这些记忆是如何储存的
他们追踪了内侧隔神经元投射到海马区的情况，海马区被认为是社会记忆的所在地，并展示了这些投射在社会接触中的激活是如何触发和加强这个区域的突触联系的
“据推测，”马伦卡说，“这些加强的联系代表着这个新个体新记忆的产生，如果动物再次相遇，海马体可以增加更多的内容。”
" 血清素在形成社会记忆中的新作用 但是研究小组还没有完成——他们首先还想知道是什么触发了社交中隔细胞的活动
马伦卡实验室对神经递质血清素在社会认知中的作用进行了越来越多的研究，在此基础上，研究小组有一种强烈的预感，应该去哪里寻找
通过一系列全面的实验，研究人员证明了脑干中产生血清素的神经元在新的社交接触中，在整个大脑中释放神经调节化学物质；这种释放通过血清素敏感受体分子的特定亚型刺激内侧隔神经元；阻断5-羟色胺的释放或激活中隔的这种受体分子会阻止新的社会记忆的形成
同样，研究人员表明，通过在最初的社交接触中增强血清素信号，可以使社交记忆持续时间延长10倍——要么通过刺激脑干中产生血清素的神经元，要么通过直接向中间隔注射激活特定血清素受体的药物
研究人员说，新的社会记忆的形成仅仅依赖于神经系统中使用的16种不同类型的血清素受体分子中的一种，这一发现有望转化为人类精神疾病
吴说:“我们知道，社交记忆问题可能会成为抑郁症和创伤后应激障碍等疾病的问题，在这些疾病中，人们可能会将情绪或记忆错误地归因于生活中的不同人。”
“这些发现的美妙之处在于，你可以想象使用仅针对中隔这种特殊类型血清素受体的药物来改善社交记忆缺陷，而不影响全身其他血清素信号
" 血清素可能因其在抑郁症中的作用而闻名，抑郁症有时可以通过提高大脑中神经调节剂的水平来治疗，但神经递质的功能一直很难确定
由脑干中的一群神经元产生，神经递质在整个大脑和神经系统中释放，并与调节情绪、饥饿、攻击性、睡眠、恶心和消化的作用相关联
“我认为越来越明显的是，将任何‘全球性’功能归因于血清素等神经调节剂是不合理的
为了了解它们在正常大脑功能和疾病中的作用，我们需要了解它们所作用的大脑区域的具体背景，”马伦卡说
马伦卡实验室致力于分离血清素系统在社会认知功能障碍中扮演的特定角色，这项新研究为该实验室不断增长的工作增添了新内容
例如，2018年《自然》杂志的一篇论文展示了动物的整体社交能力是如何被作用于附近大脑区域的5-羟色胺受体的同一亚型调节的，该区域被称为伏隔核
今年早些时候，该实验室证明，在这篇论文中增强社会记忆的同一种靶向药物也改善了六种不同自闭症小鼠模型的社交能力
此外，在2019年的一项研究中，该小组展示了娱乐药物MDMA(有时被称为莫莉或摇头丸)对血清素信号的独特影响，如何用于分离该药物对社会关系的潜在治疗增强作用，而不具有危险的成瘾性
马伦卡说:“我们正致力于建立一种基础的理解，即影响社交和社会认知的精神疾病中出错的神经功能。”
“我相信这是我们为一些最复杂和最虚弱的精神疾病症状建立治疗方法的唯一希望
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