多倫多大學(xué)的生物學(xué)家，最近發(fā)現(xiàn)了允許大腦利用記憶重現(xiàn)生動感官體驗的機制，同時，也揭示了感官記憶如何產(chǎn)生并儲存在大腦之中。
這篇文章提供了一種全新的視角來解釋感官信息如何在記憶中表達(dá)，并可以解釋一些被視為阿爾茲海默癥的早期癥狀，如嗅覺能力喪失。
“我們的研究首次解釋了我們?nèi)绾卧谟洃浿兄噩F(xiàn)生活中遇到的氣味，”細(xì)胞與系統(tǒng)生物學(xué)系的Afif Aqrabawi準(zhǔn)博士說。他是這篇《Nature Communications》的通訊作者。
“換句話說，我們研究的問題是，為什么當(dāng)你走進(jìn)廚房你會聯(lián)想到你奶奶做的蘋果餡餅，”他說。
由于屬于共同進(jìn)化，記憶與嗅覺之間有著強烈的聯(lián)系——嗅覺和識別氣味的過程。在這項研究中，Aqrabawi和他的研究生導(dǎo)師Junchul Kim教授發(fā)現(xiàn)了大腦整合空間和時間信息的一個重要嗅覺區(qū)域，該區(qū)域被稱為嗅前核（anterior olfactory nucleus，AON）。
“當(dāng)你回憶起你的初吻時，你可能就會想起情人的香水味，”Aqrabawi說。“這些元素結(jié)合起來以后，記憶就形成了。”
Aqrabawi利用小鼠偏好嗅探新氣味的本能，設(shè)計了一系列測試來檢驗AON的功能。“它們愿意花更多時間聞一種新氣味，而不是熟悉的氣味，”Aqrabawi說。“當(dāng)它們失去這種偏好的時候，說明它們已經(jīng)不記得這個氣味了，即使它們以前嗅過，所以仍然會表現(xiàn)出好像第一次聞到一樣。”
研究人員首次發(fā)現(xiàn)AON與海馬之間存在一個前所未知的神經(jīng)回路。他們發(fā)現(xiàn)，甚至可以通過模仿海馬與AON之間的溝通來模擬阿爾茲海默癥患者的氣味記憶障礙。
該回路斷開的小鼠會對之前聞過的氣味保持較長時間的嗅探，相反，海馬-AON連接完整的小鼠則不會對舊氣味“好奇”。
“這表明，我們可能發(fā)現(xiàn)了大腦中控制嗅覺情景記憶的回路，該回路可用來模擬人類神經(jīng)退行性疾病在情景記憶方面的缺陷，”Aqrabawi說。
大量研究報告指出，嗅覺功能障礙是阿爾茲海默癥的發(fā)作癥狀，嗅覺記憶喪失先于認(rèn)知衰退。
AON在阿爾茲海默癥研究中多有涉及，但對其功能的闡述并不多。據(jù)報道，它是最早的神經(jīng)退行位點，表現(xiàn)為神經(jīng)纖維纏結(jié)形成。
但是，導(dǎo)致嗅覺問題的根本原因始終未能闡明。研究人員希望，通過更好地理解氣味記憶神經(jīng)回路，從而直接和有效地檢查這些回路是否正常運行，“這樣的測試可能比直接檢測患者嗅覺記憶本身靈敏度更高，”Kim補充道。“正因如此，我們希望開發(fā)出快速、廉價和易于管理的基于嗅覺測試的阿爾茲海默癥早期診斷手段。”
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