干细胞发育触发了记忆形成
大脑细胞是如何在获得新的记忆的同时，还保有旧的记忆？这个未解之谜，麻省理工大学理化学研究所神经回路遗传研究中心的研究者最近找到了答案。
他们发现，大脑齿状回区域中特定的神经元在记忆形成方面扮演着特殊的角色，记忆的新旧取决于生成神经元的神经干细胞的新旧。
这项研究结果将在3月30日的Cell杂志上发表，它将记忆形成的细胞基础与新神经元的诞生联系起来，这项研究结果将为治疗记忆障碍提供一个新的药物靶标。
研究还发现，大脑中新旧神经元之间的不平衡，在创伤后应激障碍和衰老过程中，可能会扰乱正常记忆的形成。该研究中心主任Susumu Tonegawa教授是1987年诺贝尔奖得主，也是此项研究的高级作者。他说：“创伤经历和衰老过程，常常会导致动物大脑齿状回中的神经元生成减少。最近的研究发现，伴随人类正常的衰老过程，大脑齿状回功能减退及相关的记忆功能障碍。”
文章的其他作者包括Toshiaki Nakashiba，来自麻省理工大学理化学研究所和皮考尔研究所的研究人员，来自加州大学洛杉矶分校实验室的Michael S. Fanselow，以及来自全国儿童健康与人类发展研究所实验室的Chris J. McBain。
在这项研究中，作者在两种记忆类型中分别测试了小鼠。模式分离是大脑区分相似事件之间不同之处的过程，比如记住两种不同口味的马德琳饼干。而模式完成是在有限的线索基础上回想起详细内容的过程，比如记起一个马德琳饼干口味时，能回想起吃饼干的时候是和谁在一起。
模式分离可以在不同经验基础上形成独特的新记忆；模式完成则通过检测相似性来重新找回记忆。受到脑损伤或脑外伤的人可能无法记起他们每天都见到的人，而创伤后应激障碍的人也难以忘怀那些可怕的事情。Tonegawa说：“由于失去新神经元，模式分离模式受损，记忆的天平将向模式完成倾斜，这可能是造成创伤后应激障碍患者经常回忆起创伤性经历的原因。

一直以来，神经学科学家认为这两个互相对立且潜在竞争的记忆过程存在于不同的神经回路中。齿状回是中枢神经系统内一个具显著可塑性的结构。在抑郁、癫痫和脑外伤中，齿状回一直被认为与模式分离有关，而CA3区域被认为与模式完成有关。然而，麻省理工学院研究人员发现，齿状回神经元可能可以同时执行模式分离或模式完成，而这取决于神经元细胞的新旧。9
麻省理工大学的研究人员评估小鼠的模式分离，让小鼠学会区分两个相似的，但完全不同的小房间，其中一个是安全，而另一个令小鼠不快的脚底电刺激。为了检测小鼠的模式完成能力，研究者给予小鼠有限的线索，让它们逃脱此前曾经顺利通过的迷宫。然后研究者对比正常的，缺少新神经元和缺少旧神经元的小鼠。清除新神经元，小鼠表现出模式分离缺陷；而清除旧神经元，小鼠表现出模式完成缺陷。
“通过转基因技术，阻断小鼠旧神经元的神经通路，或者清除成年期产生的新神经元，我们发现模式分离中新神经元是必须的，而旧神经元则不是必须的。”共同作者Toshiaki Nakashiba说，“我们的数据还表明，旧神经元缺乏的小鼠会有模式完成缺陷，提示旧神经元的损失可能会改变模式分离和模式完成之间的平衡。”。