刘星课题组发现蓝斑核至皮层去甲肾上腺素系统参与远期记忆的初始标记和长期存储

　　这一研究揭示了远期记忆在皮层存储的分子和细胞机制，研究结果近日发表在《自然?通讯》（Nature Communications）杂志上

　　

远期记忆如何产生和存储存在不同的假说，其神经机制的阐明是研究的焦点之一。复旦大学脑科学研究院/医学神经生物学国家重点实验室刘星课题组，发现在记忆获得时，激活大脑皮层的某些神经元，从而形成了存储远期记忆所需的记忆痕迹神经元，而从脑蓝斑核到前额叶皮层的去甲肾上腺素能神经投射和β-肾上腺素受体信号通路介导了早期皮层记忆痕迹元的形成和远期记忆的存储。这一研究揭示了远期记忆在皮层存储的分子和细胞机制，研究结果近日发表在《自然?通讯》（Nature Communications）杂志上。

过去假说认为近期（保持数天）记忆主要存储于脑的海马核团，随着时间的延长再转移至大脑皮层，最终形成依赖于皮层的远期（保持数月、数年）记忆。该研究采用条件性恐惧记忆模型，发现在记忆获得时前额叶皮层的少量神经元被激活，形成记忆痕迹神经元。随后的实验发现，记忆获得时前额叶去甲肾上腺素释放增加，激活β-AR信号通路，介导了皮层痕迹神经元的形成。而抑制痕迹神经元的活性不影响近期记忆的提取，但能显著抑制远期记忆的提取，提示这些记忆早期激活的皮层痕迹神经元介导了远期记忆的存储。幼年个体是很难形成远期记忆的。该研究发现幼年小鼠蓝斑核 去甲肾上腺素神经元数量显著低于成年小鼠，并且记忆获得时形成前额叶痕迹神经元的数量也少于成年小鼠。促进去甲肾上腺素在前额叶皮层的释放或者激活前额叶皮层的β-肾上腺素受体能促进远期记忆的形成。该研究发现，远期记忆并不是后期从海马等其它脑区转移过去的，远期记忆在记忆获得时就通过激活蓝斑核到前额叶皮层的去甲肾上腺素能神经投射和前额叶皮层的β-肾上腺素受体系统，在前额叶皮层以痕迹神经元形式埋下“种子”，早期皮层记忆痕迹神经元的形成是远期记忆的细胞基础。这一研究揭示了远期记忆的早期标记和远期存储的细胞和分子机制，提示前额叶皮层去甲肾上腺素/β-肾上腺素受体信号系统是增强远期记忆的一个分子靶点。

图注：蓝斑核的去甲肾上腺素投射激活促进前额叶皮层记忆痕迹元的早期标记和远期记忆的存储

文章信息及链接：Fan X, Song J, Ma C, Lv Y, Wang F, Ma L, Liu X. Noradrenergic signaling mediates cortical early tagging and storage of remote memory. Nat Commun. 2022 Dec 9;13(1):7623.

脑科学研究院博士后范晓岑和博士研究生宋嘉琛为本文的共同第一作者，刘星教授和马兰院士为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和科技创新2030“脑科学与类脑研究”等项目的支持。