感觉经历会在大脑中留下永久的结构改变

人们为什么会对自己看到、听到、触摸到的东西有所记忆,这些感觉经历难道改变了大脑中的某一结构,或者说大脑中某个部分因为这些感觉而形成了特定的结构,才把这些感觉记忆下来了?

感觉经历对哺乳动物新皮质神经元回路的形成和功能有重要影响,突触连接的重新构建被认为是皮质回路存储感观信息的重要机制。兴奋性的突触结构,如树突脊树突在神经元上的几百个微小投射,也就是树突棘,对生活中的感觉输入保持敏感,成为一种动态可变实体。然而,这几百个树突棘水平上的结构改变是否能比最初的感觉经历存在的时间更长,对长期的信息存储提供一个形态学基础,目前还不清楚。

研究人员用位于椎体细胞顶树突的微小树突棘的动态变化,也就是通过单眼反复闭合(单眼剥夺)诱导的眼特殊反应的功能区域进行研究。第一次单眼剥夺使树突棘形成率增加了一倍,也就提高了双眼皮质区域第5层细胞树突棘的密度。恢复双眼视觉时,便将树突棘恢复到了基线时的水平,但是树突棘密度的绝对值增加了,并且许多在单眼剥夺时诱导产生的树突棘在双眼功能恢复时仍然存在。

然而,树突棘在同一只眼第二次闭合时,没有再次增加。这样,在第一次单眼剥夺时增加的树突棘,为之后此区域的功能转变(也就是记忆)提供了结构基础。以上结果表明感觉经历所形成的记忆,与特殊树突棘的重新排序之间有很强的联系,展示出以前的感觉经历是如何存储在皮质回路中的机制。

从这种机制可以看出,特殊的结构重塑也许会帮助对以前经历的存储,同时也提高了皮质以后面对类似感觉经历时的适应能力,也就是对类似感觉熟悉了。

参考文献:Nature

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