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短期记忆被认为是在大脑深部结构（如海马）中形成的，但关于记忆相关信息在大脑中存储的位置和方式，以及如何利用这些信息来指导行为的认知过程，人们知之甚少。麦吉尔大学的一项新研究揭示了一种调节习得性听觉行为的大脑回路。该研究训练小鼠将特定声音（如5 kHz纯音）与奖励（糖水）相关联。在训练后，研究人员使用光遗传学（在表达ChR2的小鼠中，通过植入光纤）来抑制小鼠的后顶叶皮层（PPC）。当PPC被抑制时，小鼠无法回忆起声音-奖励的关联（即，它们不再为了获取糖水而去按压杠杆）。相反，当下丘脑外侧（LHA） 被抑制时，即使小鼠能够回忆起声音-奖励的关联，它们也无法执行正确的运动动作（按压杠杆）。该研究识别出一条将记忆（PPC）与行为（LHA）连接起来的大脑回路，这可能与理解记忆障碍（如阿尔茨海默病）有关。

记忆的类型

工作记忆是在几秒钟到几分钟内维持和操作信息的能力。短期记忆是指在几分钟到几小时内维持信息的能力。长期记忆是指将信息存储数天至数年的能力。陈述性记忆（外显记忆）可进一步分为情景记忆（事件）和语义记忆（事实）。

主要发现

1. 后顶叶皮层（PPC）

当PPC被光遗传学抑制时，小鼠无法回忆起声音-奖励的关联。这表明PPC对于记忆的检索至关重要。

2. 下丘脑外侧（LHA）

当LHA被抑制时，即使小鼠能够回忆起声音-奖励的关联，它们也无法执行正确的运动动作（按压杠杆）。这表明LHA对于将记忆转化为行为（即“动机”）至关重要。

机制

后顶叶皮层（PPC）已知参与空间导航、注意力和工作记忆。LHA是下丘脑的一部分，在调节进食行为和动机方面发挥作用。该研究识别出一条将记忆检索（PPC）与行为执行（LHA）连接起来的大脑回路。

临床意义

1. 阿尔茨海默病（AD）

在阿尔茨海默病（AD）中，记忆障碍（如情景记忆受损）是早期标志。后顶叶皮层（PPC）和下丘脑外侧（LHA）可能是阿尔茨海默病（AD）治疗的潜在靶点。

2. 精神分裂症

精神分裂症患者可能会出现幻觉（如幻听），这可能是由PPC或LHA的功能障碍引起的。

未来方向

1. 人类功能性磁共振成像（fMRI）：在听觉工作记忆任务（如n-back任务）期间，扫描人类参与者的后顶叶皮层（PPC）和下丘脑外侧（LHA）。

2. 经颅磁刺激（TMS）：在健康志愿者中，对PPC施加抑制性经颅磁刺激（1 Hz），以测试其对听觉工作记忆的影响。

3. 阿尔茨海默病（AD）小鼠模型：在阿尔茨海默病（AD）小鼠模型（APP/PS1）中，测试PPC或LHA的光遗传学激活是否能改善记忆功能。

结论

这项发表在《当代生物学》杂志上的研究发现，后顶叶皮层（PPC）对于记忆检索至关重要，而下丘脑外侧（LHA）对于将记忆转化为行为至关重要。 该研究识别出一条将记忆（PPC）与行为（LHA）连接起来的大脑回路。