PNAS：發(fā)現(xiàn)儲存“時間記憶”的腦部細(xì)胞

據(jù)國外媒體報道，美國麻省理工大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家通過實驗發(fā)現(xiàn)人類大腦中儲存“時間記憶”的神經(jīng)元細(xì)胞。

數(shù)十年來，神經(jīng)學(xué)科的科學(xué)家在理論上推測人類的大腦中有一部分細(xì)胞可以在大腦中為我們?nèi)粘０l(fā)生的事件打上“時間標(biāo)簽”，這樣我們可以及時回想起過去所發(fā)生事情的時間。但是，在科學(xué)界一直沒有找到可以讓人信服的證據(jù)證明這部分幫助我們記憶事件發(fā)生時間的腦細(xì)胞的存在。

近日，麻省理工大學(xué)的安-格雷布耶爾（anngraybiel）教授和他的研究小組發(fā)現(xiàn)，在靈長類動物的大腦中有一類神經(jīng)元細(xì)胞可以將時間信息精確的編譯儲存。安-格雷布耶爾說：“我們的大腦對所有事情都加上時間的標(biāo)簽，這樣就使得我們回憶事情顯得非常簡單。我們回憶事情的時候首先通過過濾這些時間標(biāo)簽，然后通過時間標(biāo)簽將相關(guān)的事情從記憶中提取出來?！边@種準(zhǔn)確的時間記憶對于開車或彈鋼琴等日?；顒右约皩τ谖覀兓貞浲聵O為重要。這個發(fā)現(xiàn)發(fā)表在新一期的美國《國家科學(xué)院院刊》（pnas）上。這項研究成果可用于治療帕金森綜合征等導(dǎo)致記憶力喪失疾病的治療上。

安-格雷布耶爾的實驗小組首先訓(xùn)練兩只獼猴按照規(guī)定完成一個簡單的眼部運動實驗。當(dāng)接到“開始”的命令后，兩只獼猴按照自己的速度去完成眼部運動實驗的過程。研究小組用相應(yīng)的儀器同步記錄兩只獼猴大腦中數(shù)百個神經(jīng)元細(xì)胞的電信號。同時，實驗小組用相關(guān)的儀器同步記錄兩只獼猴大腦中數(shù)百個神經(jīng)元細(xì)胞的電信號，并由日本腦部研究所的直孝藤井（naotakafujii）和賓夕法尼亞州立大學(xué)的金德哲（dezhejin）領(lǐng)導(dǎo)的研究小組用數(shù)學(xué)的方法來分析這些電信號。

經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)獼猴接到“開始”的實驗命令后，獼猴腦部的神經(jīng)元細(xì)胞總是在特定的時間內(nèi)由腦部發(fā)出，比如說：在獼猴接到“開始”實驗命令后的100毫秒、110毫秒或者150毫秒時等等。安-格雷布耶爾說：“這些實驗數(shù)據(jù)的分析表明，我們已經(jīng)找到了一直在尋找而沒有發(fā)現(xiàn)的獼猴大腦內(nèi)儲存時間記憶的腦部細(xì)胞?！?/p>

這些儲存時間記憶的神經(jīng)元細(xì)胞位于腦部前額葉皮層和紋狀體區(qū)域，這些區(qū)域同時也是人類大腦掌控學(xué)習(xí)、運動和思維的重要區(qū)域。安-格雷布耶爾表示，盡管這次實驗主要集中在研究獼猴腦部前額葉皮層和紋狀體區(qū)域，但是腦部其他的區(qū)域肯定也存在這些可以儲存時間記憶的神經(jīng)元細(xì)胞。

對于這次研究結(jié)果的應(yīng)用，安-格雷布耶爾表示，這次研究的結(jié)果可以幫助帕金森綜合癥患者康復(fù)。帕金森綜合癥的患者正是由于腦部時間記憶功能受損，在尋找和傳輸時間記憶時總是比正常人要慢。因此帕金森綜合癥患者不能像正常人一樣按照正確的時間規(guī)律來完成日常行動。根據(jù)這次實驗的結(jié)果，在為帕金森綜合癥患者治療時，可以通過輕輕拍打等外部刺激幫助患者腦部加速尋找關(guān)于時間的記憶，這樣患者講話時會顯得更加清楚一些。另外，醫(yī)生還可以通過神經(jīng)元修復(fù)裝置或者神經(jīng)元修復(fù)藥物（這些藥物中含有神經(jīng)元細(xì)胞所需的多巴胺和羥色胺等）來幫助帕金森綜合癥患者恢復(fù)。

在下一步的研究中，安-格雷布耶爾將集中研究腦部是怎樣制造這些含有“時間記憶標(biāo)簽”的神經(jīng)元細(xì)胞的，并研究這些時間記憶細(xì)胞是如何控制人們的行為和學(xué)習(xí)活動的。還有一個重要的研究問題是，腦部究竟為何對于不同環(huán)境下對時間的感受并不相同。安-格雷布耶爾說：“我們有時候會感覺時間過的很快，有時候卻感覺時間過的很慢，所有這些都將可以用帶有時間記憶的神經(jīng)元細(xì)胞來解釋說明原因所在?！?/p>

美國匹茲堡大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)教授彼得-施特瑞克（peterstrick）對這次實驗結(jié)果給予高度的評價，施特瑞克認(rèn)為這次實驗結(jié)果是對腦部如何記錄和表述時間概念的一次全新闡釋。施特瑞克說：“對于光線、聲音、觸覺、冷熱感知、嗅覺等，我們?nèi)梭w有特定的感覺接受器，但是對于時間我們并沒有特定的感覺接受器，對于時間的感知和儲存是由大腦自己形成并運行的。”

（責(zé)任編輯：zxwq）