客觀日本

日本量子科學技術研究開發機構發現記住所見物體的大腦神經廻路

2024年07月26日 生物醫藥

日本國立研究開發法人量子科學技術研究開發機構(QST)的平林敏行主幹研究員等利用猴子闡明瞭記住肉眼所見事物的大腦神經廻路。他們發現大腦顳葉和額葉的特定區域可透過相互交換電訊號,產生短期視覺記憶。這一發現將有助於開發抑制癡呆等疾病引發的記憶力下降的冶癒藥物。

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日本量子科學技術研究開發機構(QST)的平林敏行主幹研究員在記者發佈會上進行說明(東京都千代田區)

記憶被認爲是存儲在大腦中的多個神經元以及聯結大腦區域的神經廻路中。既往研究表明,記住所見事物的視覺記憶是由位於顳葉的「顳葉皮層前部」執行的。然而,這一區域是如何與其他區域聯結並處理視覺資訊的,其詳細機制此前一直不清楚。

研究團隊利用猴子確定了視覺記憶中活躍的大腦區域。研究人員透過在監視器上向猴子顯示特定圖案0.3秒,然後在一定時間内展示2種圖案,讓猴子從二者中選一,如果猴子選中顯示過的第一個圖案,就會得到果汁。

在這一程序中,研究人員使用成像檢查觀察了猴子在進行選擇時的大腦活動狀態。結果表明,除了前顳葉皮層之外,位於眼睛後面的「眶額皮層」也很活躍。

當研究人員人爲地抑制了眶額皮層的神經活動後,隨者從呈現最初圖案到顯示二選一問題的時間延遲增加,正確回答的比例也隨之下降。實驗中,正確回答率從90%下降到80%,而正常猴子的正確回答率則幾乎沒有下降。

癡呆症也會導致短期記憶障礙,使人忘記最近發生的事情。患者可能無法回憶起散步時看過的景色或剛剛遇到的人。

研究團隊認爲,人類和猴子同爲靈長類動物,大腦結構相似,因此人類也可能存在相似的機制。平林研究員表示:「如果能將該成果應用於提高眶額皮質等區域活動的機器或藥物中,將有望改善視覺記憶」。研究成果論文已發表在英國科學雜誌《Nature Communications(自然通訊)》上。

原文:《日本經濟新聞電子版》、2024/7/10
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
雜誌:Nature Communications​
論文:Multiscale Chemogenetic Dissection of Fronto-temporal Top-down Regulation for Object Memory in Primates
DOI:doi.org/10.1038/s41467-024-49570-w