2023-03-30 Journal Club总结

 

遗忘的奥妙

《资治通鉴》中记载了一位奇人。书中是这么说的,“融好文学,明辩过人,耳闻则诵,过目不忘,力敌百夫,善骑射击刺,少有令誉。”过目不忘是大部分人求而不可得的天赋,可是现实真是如此么?2006年报道了首位超忆症患者,吉尔·普莱斯,她可以准确地记住出生之后每天所发生的事情。而这种天赋带给她更多的是困扰,考试的时候因为会回忆出一大堆无关的东西而无法准确地写出答案;常常因为悲伤痛苦的回忆而陷入痛苦甚至失眠。由此可见,故事终归是被美化过的现实,无法遗忘也没有想象中那么美好。

在过去的很长一段时间,神经科学家们把研究的重点放在了学习与记忆上,普遍认为遗忘只是记忆的存储和提取发生了错误,遗忘本身似乎被大家所忽视了。1885年,著名的心理学家艾宾浩斯绘制了人类大脑对于新习得记忆的遗忘曲线,提出遗忘是在学习之后立即产生的,且遗忘的进程并不是均匀的,遗忘率随着时间的流逝先快后慢。随后,心理学家们对于遗忘的解释也产生了激烈的论证。有的科学家认为遗忘是一个被动的过程,会随着时间的流逝而消失。可也有证据表明,记忆的丢失并非是被动的,而是一种主动的过程。在记忆的窗口中,大脑会因为外界或内部刺激而影响其活性。干扰性遗忘、动机性遗忘、提取遗忘效应等多种主动遗忘类型也被科学家们所提出。

至此遗忘背后独有的神经机制一直都没被发现。直到2010年,清华大学的钟毅实验室找到了Rac这种小G蛋白,可作为分子开关,调控着遗忘行为的发生。当果蝇脑中Rac蛋白的活性降低之后,短期的厌恶性记忆得到了明显的延长,同时Rac活性的改变并不影响学习效果本身的好坏。遗忘和记忆的产生很可能是两条独立的通路。2016年,钟毅实验室还发现Rac蛋白调控的主动遗忘在进化上存在高度的保守性,以小鼠为模式动物,降低海马体的Rac活性有效地延长了小鼠图形识别的记忆衰退。随着研究的深入,他们进一步发现,和Rac同一家族的Cdc42蛋白参与并调控果蝇的长时程记忆。单次训练会激活Cdc42蛋白介导抗麻醉记忆的主动遗忘,而多次训练则会有效地抑制Cdc42蛋白的活性。不稳定的短期记忆和稳定的长期记忆分别通过Rac1/WAVE complex/Dia和 Cdc42/WASp/Arp2/3 complex两条独立的信号通路所介导,且很可能与神经元微丝骨架不同的生长方式有关。

同期Ronald L. Davis实验室也发现还有其他的蛋白突变会引起与Rac1突变类似的表型,如多巴胺的一种受体Oamb的突变。结合之前报道过的在蘑菇体中多巴胺通过受体dDA1介导学习记忆过程,他们推测多巴胺还可以通过Oamb介导遗忘。此外,他们还通过构建细胞传感器分别确定了以上两种多巴胺受体的下游信号通路,即多巴胺通过dDA1激活cAMP通路介导记忆,通过PLCβ通路介导主动遗忘,并且Oamb属于G蛋白偶联受体,其下游可能通过磷酸化反应激活某些小G蛋白(比如Rac1)引起广泛的生理水平变化。所以,蘑菇体不仅与嗅觉学习有关,最新研究表明它也参与主动遗忘。在蘑菇体中的Rac1可以被其他的骨架蛋白如Scribble募集,并与Pak3、Cofilin等分子形成聚合物,从而调控微丝骨架的解聚。

遗忘行为还受到内在状态和外界刺激的调控。传统观念上,我们都知道睡眠可以帮助提高记忆。Ronald Davis团队进一步阐明了其中的机制,通过药物来促进果蝇的睡眠之后,多巴胺能神经元活性被减弱,增进记忆保存的同时减少了遗忘的产生。钟毅课题组利用小鼠模型发现,社交隔离会导致小鼠的社交识别记忆下降,而这一遗忘机制由Rac1蛋白介导。社交隔离会激活小鼠海马区Rac1蛋白,重新社交活动则可有效地逆转隔离导致的Rac1蛋白激活。最后,学习本身也会激活Raf/MAPK信号通路来主动地保护形成的记忆。Raf/MAPK所抑制的遗忘可能是独立于Rac1信号通路的另一种遗忘机制。

遗忘的存在有助于更好的记忆。如果遗忘不存在,那么大量无用的错误的信息会存储在我们脑中,影响我们的正常生活。有研究表明自闭症患者的记忆灵活性失调是因为无法遗忘而产生。遗忘为我们及时抹除了不需要的记忆,为新的学习提供了足够的存储空间。随时发生的遗忘,何尝不是对机体的一种智能保护?

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by 金思慧