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Nature Neurosci:保存久远的恐惧记忆需要“它”

发布日期:2020-03-23  浏览次数:87

 

保存久远的恐惧记忆需要新的髓鞘形成

持久记忆的形成需要可塑性(形成新经验的表征)和持久性(持久保持这些经验)两方面的解剖学基础。少突胶质细胞前体细胞OPCs在成年大脑中持续存在,并一生中都在持续增殖和分化,产生髓鞘少突胶质细胞OLs。在成年啮齿动物中,神经递质的释放会使OPCs产生兴奋性突触后电位,对神经元进行光遗传学或化学遗传学刺激足以诱导皮质OPCs增殖、分化和成熟为有髓OLs。同时,运动学习、社会分离、环境丰富和感官剥夺等自然经验也同样能够调节OPCs的增殖和分化,这些发现增加了经验诱导的髓鞘形成的可能性,而这或许不同于学习过程中突触可塑性的结构重塑。值得注意的是,通过脉冲追踪标记或在体双光子成像监测OLs随时间变化的研究报告表明,形成髓鞘后的OLs非常稳定,它特异性地将新生髓鞘作为一种持久基质支持终身记忆
恐惧记忆是一种进化上高度保守的行为,对评估和应对威胁情况至关重要,在神经精神疾病如创伤后应激障碍PTSD中可能变得病理适应不良。随着时间的推移,恐惧记忆通过一个过程被巩固,这个过程包括重组神经网络到形成一个至少几周后可以被回忆起来的稳定的记忆轨迹,被称为远程记忆remote memory

恐惧学习诱导mPFCOPC的增殖

虽然许多研究已经确定了参与远程记忆巩固的可能神经环路,但通过细胞和突触机制巩固、维持和恢复远程记忆仍然是一个有待研究的领域。我们发现,环境恐惧条件反射(一种巴甫洛夫式的学习范式,在中性情境和厌恶性足底电击之间形成联系)诱导OPCs在内侧前额叶皮层(mPFC)增殖并成熟为髓鞘OLs

抑制新髓鞘的形成会损害久远恐惧记忆的形成

为了研究这种新的髓鞘形成在恐惧学习中的功能意义,我们评估了不能形成新OLs的转基因小鼠的恐惧记忆,发现在少突胶质细胞形成缺陷的情况下,远程记忆会受损,但新近恐惧记忆记忆不会。此外,通过长期给药产生髓鞘的化合物氯马斯丁富马酸盐可增加新髓鞘的形成,保留了远程恐惧记忆的恢复。在这两种情况下,恐惧相关脑区的早期基因表达与学习表现的变化平行。

在没有新的髓鞘形成的情况下,mPFC钙离子动态发生改变。

为了以更高的时间分辨率探测这种神经生理缺陷,我们通过光纤光度法记录了自由行动小鼠的钙离子动态,并观察了在没有新的少突胶质细胞发生的情况下,前额叶活动在远程记忆而非新近记忆中发生改变。
总的来说,这些发现表明了一种相互关系,在这种关系中,学习经验会诱导新的髓鞘形成,进而支持远程恐惧记忆的神经环路的作用。

https://www.nature.com/articles/s41593-019-0582-1

本文转自:Brainnews



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