研究发现乙酰胆碱调控大脑学习记忆新机制
2020-05-19
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华东师范大学脑功能基因组学教育部重点实验室林龙年团队，在新研究中阐述了乙酰胆碱调控大脑学习记忆的新机制。该论文近日发表于《神经科学杂志》。
学习记忆是大脑最迷人的智能活动之一，快波睡眠时，在海马脑区以theta节律为主，该节律也被认为是在表征大脑学习记忆的“在线”编码过程。而在慢波睡眠阶段，海马脑电活动则出现短暂的ripple节律，它被认为与记忆的巩固过程有关。
乙酰胆碱是脑内与学习记忆功能密切相关的一种化学物质，已有研究发现，在清醒和快波睡眠阶段，海马内的乙酰胆碱水平较高，而在慢波睡眠阶段，乙酰胆碱的含量却很低。为了弄清乙酰胆碱在学习记忆过程中到底发挥怎样的作用，研究人员将光遗传学技术和多通道在体记录技术相结合，实现了在活体小鼠的大脑对中隔乙酰胆碱神经元的实时观测和长达48小时的连续记录。
实验结果显示，在清醒和快波睡眠状态，海马脑电呈现theta节律，此时的中隔乙酰胆碱神经元的活动水平较高；而一旦进入慢波睡眠状态，theta节律消失，中隔乙酰胆碱神经元的活动水平也急剧下降，甚至可维持几分钟没有任何放电活动。进一步实验揭示，在非theta节律主导的慢波睡眠状态，运用光遗传学技术激活中隔乙酰胆碱神经元，并没有在海马脑区诱发出theta节律，反而是抑制了海马的高频ripple节律。
这些研究揭示，乙酰胆碱的一个重要生理功能，是在清醒和快波睡眠状态时，抑制高频ripple节律的产生，以确保此时theta节律能处于主导地位。
来源： 中国科学报 黄辛
相关论文信息：https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1568-19.2020
