▲图说：这张图片显示的是蓝斑核，能够驱动海马体神经回路，并能产生新的情景记忆。红色染色显示去甲肾上腺素转运体(NET)阳性细胞，代表蓝斑核。绿色染色显示腺相关病毒(AAV)介导的光敏感抑制(Arch)的表达。蓝色的染色显示了脑干中的所有细胞。
当我们进入新的环境中时，大脑几乎立刻就会对它产生新的记忆。麻省理工学院的神经科学家发现了这种现象的发生。脑干的一小块区域被称为“蓝斑核”在应对新的感觉刺激时会被激活，而这种活动会触发大量的多巴胺释放到海马的某个区域，以储存新位置的记忆。 “我们有非常强大的能力去记住新环境中的一些具体特征,这样的能力对我们适应不断变化的世界是至关重要的,“利根川进讲到，他在Picower学习和记忆研究所担任生物学和神经科学教授，同时也是日本理化研究所-麻省理工学院神经环路遗传学中心主任。该研究发表于12月25日的《美国国家科学院院刊》上。
在15年前发表的一项研究中，利根川进的实验室发现，海马体中的负责形成对新环境记忆的一部分叫做CA3。他们假设，CA3接收到来自大脑另一部分的信号，当遇到新的地方时，刺激记忆形成。
他们认为这一信号是由被称为神经调节器的化学物质携带的，这种化学物质会影响神经元的活动。CA3接收到的神经调质来自于蓝斑核（LC）和称为腹侧被盖区(VTA)的区域，这是大脑反馈回路的一个关键部分。研究人员决定将重点放在蓝斑核上，因为它已经被证明可以广泛地投射到CA3上，并在许多其他功能中对新事物做出反应。
蓝斑核响应一系列的感官输入，包括视觉信息以及声音和气味信息，然后将信息发送到其他大脑区域，包括CA3。为了揭示LC-CA3的相互作用，研究人员通过基因工程改造的小鼠，使它们能够通过对形成连接的神经元发出亮光来阻断这些区域之间的神经元活动。
为了测试老鼠形成新记忆的能力，研究人员将老鼠放在一个他们从未见过的较大的开放空间里。第二天，他们又把它们放在同一个地方。由于环境对他们已经很熟悉了，在第2天，LC-CA3连接没有中断的老鼠花了更少的时间去探索空间。然而，当研究人员在第一次接触这个空间的时候就阻断LC-CA3连接时，实验鼠在第二天就像第一次一样对该区域进行了探索。这表明他们无法形成对新环境的记忆。
蓝斑核似乎通过将神经调节物质多巴胺释放到CA3区域来发挥这一作用，这令人惊讶，因为众所周知，蓝斑核是海马体的去甲肾上腺素的主要来源。研究人员认为，多巴胺的大量涌入有助于增强CA3增强突触的能力，并形成对新位置的记忆。
他们发现，这种机制不需要其他类型的记忆，比如对可怕事件的记忆，但是发生在特定新环境的记忆中。在CA3中，蓝斑核和CA3之间的连接对于形成长期的空间记忆是必要的。
研究人员说，这种机制可能是帮助动物生存的一种方式，允许他们在不浪费脑力的情况下记住新的环境，而不是在那些已经熟悉的地方浪费脑力。
目前还不清楚的是，蓝斑核如何认识到环境是新的。研究人员假设，大脑的某些部分能够将新的环境和大脑已经储存的记忆或者预期的环境进行比较，但需要更多的研究来探究这是如何发生的。“这是下一个大问题，” 利根川进说。“希望新技术能帮助解决这个问题。”
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编译：曲直 审稿：阿淼 编辑：张梦
