Nature子刊：研究发现记忆有望被人工“擦除”-杭州脑海科技有限公司

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痴呆等记忆障碍的患病率上升，凸显了记忆丧失对个人和社会的破坏性影响。抑郁、焦虑和创伤后应激障碍（PTSD）等疾病也可能具有记忆过程不平衡的特征，并且在 COVID-19 大流行期间变得越来越普遍。了解大脑如何自然地调节哪些信息被优先存储和“擦除”哪些信息，可以为开发新的治疗方法以增强那些有记忆丧失风险的人的记忆力，或使那些有失调风险的人的记忆过程正常化提供关键的见解。

2023年1月16日，哥伦比亚大学生物医学工程的副教授Joshua Jacobs领导的团队在 Nature Human Behavior（IF=24.252）上发表了题为“Neuronal activity in the human amygdala and hippocampus enhances emotional memory encoding”的研究确定了人脑中的一种特定神经机制，该机制通过情感关联标记信息，以增强记忆。研究小组证明，杏仁核（情绪处理枢纽）和海马体（记忆形成中心）的高频脑电波对于增强情绪刺激的记忆至关重要。这种神经机制的破坏，无论是由脑电刺激还是抑郁引起的，都会导致记忆情绪刺激的能力下降。

“记住情感事件，比如你的孩子的出生，比大约同时发生的其他事件更容易，”该研究的第一作者Salman E. Qasim说，“大脑显然有一种加强某些记忆的自然机制，我们想要做的是确定这一神经机制。”

大多数对神经机制的研究的实验对象是大鼠，因为此类研究需要直接进入大脑以记录大脑活动，并进行证明因果关系的实验，例如小心破坏神经回路。但是，在动物研究中很难观察到或描述像情绪记忆增强这样的复杂认知现象。

由此，研究人员分析了对癫痫患者进行的记忆实验的数据，这些患者接受直接的颅内脑电图（iEEG）记录，以进行癫痫发作定位和治疗。在记录过程中，癫痫患者记忆单词列表，同时，放置在海马体和杏仁核中的电极记录其大脑的电活动。

言语自由回忆任务中刺激的情绪特征对回忆的影响

通过使用众包情感评级（ crowd-sourced emotion ratings）系统地描述每个单词的情感关联，研究人员发现，相比更中性的单词（如“椅子”，chair），参与者能够更好地记住了更多的情感单词，例如“狗”或“刀”(dog or knife) 。在观察相关的大脑活动时，研究人员指出，每当参与者成功记住情感词时，杏仁核 - 海马回路的高频神经活动（30-128赫兹）变得更加普遍。

高频活动成功预测情绪记忆编码于海马体和杏仁核

当参与者记住更中性的单词，或者完全不记得一个单词时，这种模式就不存在了。研究人员在147名患者的大型数据集中分析了这种模式，发现参与者对情感词的增强记忆与大脑中杏仁核 - 海马回路中高频脑电波的流行之间存在明显的联系。

研究人员表示，“发现这种将情绪和记忆联系起来的大脑活动模式对我们来说非常令人兴奋，因为先前的研究表明海马体中的高频活动对非情感记忆有多重要，促使我们思考更普遍的因果影响——如果我们使用治疗干预措施，在这个回路中引发高频活动，我们是否能够随意加强记忆？”

为了确定这种高频活动是否真的反映了一种因果机制，研究人员制定了一种独特的方法来复制通常用于动物研究的实验中断。首先，他们分析了一部分执行了记忆任务的患者，同时对他们的海马体施加直接电刺激，并让参与者必须记住一半的单词。他们发现，根据其使用情况不同，电刺激对记忆有益也有损害，但明显且持续地损害了记忆，尤其是对情感词的记忆。

研究人员进一步指出，这种刺激也减少了海马体的高频活动。这提供了因果证据，证明：通过敲除与情绪记忆相关的大脑活动模式，刺激也选择性地减少情绪记忆。

编码过程中对海马体的直接刺激损害情绪介导的记忆并降低高频活动

研究人员假设，抑郁可能涉及情绪记忆失调，起作用可能与大脑刺激类似。他分析了患者的情绪记忆，同时分析了患者的情绪评估，以表征他们的精神状态。事实上，在抑郁症患者中，研究小组观察到海马体和杏仁核中情绪介导的记忆和高频活动同时减少。

该研究的重要意义在于，“通过结合刺激，记录和心理测量评估，他们能够在一定程度上证明因果关系，这在人脑记录的研究中并不总是看到，我们知道高频活动与神经元放电有关，因此这些发现为人类和动物研究某些刺激如何参与记忆回路中的神经元开辟了新的途径。”

通过研究人脑中的单个神经元如何在情绪记忆过程中是如何放电的，可以激发动物研究，探索这种高频活动如何与去甲肾上腺素联系起来。去甲肾上腺素是一种与注意力过程相关的神经递质，研究人员认为这可能是情绪刺激增强记忆的原因。研究人员希望未来的研究将针对杏仁核 - 海马回路中的高频活动，以加强和保护记忆——特别是情绪记忆。

“我们的情感记忆是人类经历中最关键的方面之一，从我们的决定到我们的整个个性，”研究人员补充道，“我们可以采取的任何措施来减轻他们在记忆障碍方面的损失。”

参考文献

Qasim SE, Mohan UR, Stein JM, Jacobs J. Neuronal activity in the human amygdala and hippocampus enhances emotional memory encoding. Nat Hum Behav. 2023;7(5):754-764. doi:10.1038/s41562-022-01502-8

资讯来源

https://www.sciencedaily.com/releases/2023/01/230118195926.htm

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