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日常記事情、思考做決定,都需要依靠大腦的短時記憶。大腦多個區域相互配合完成記憶活動。但是我們并不清楚大腦記憶運作的奧秘是什么呢。
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基于此,2026年5月23日,新加坡南洋理工大學李光前醫學院Tsukasa Kamigaki研究團隊在《Current Biology》雜志發表了“Essential role of VGLUT2-negative claustro-prefrontal projections in working memory”揭示了神經元雙向調控記憶與決策的奧秘。
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屏狀核神經元功能各異,陽性神經元可激活前額葉,整體激活該區域反倒會產生抑制作用。研究發現一類分布于屏狀核腹側的新型神經元,其投射通路獨立于陽性神經元,專門作用于前額葉特定層級。該細胞活性與記憶效果緊密相關,抑制后會損傷記憶存儲,決策階段抑制卻能提升判斷精度,這條神經通路既支撐短時記憶,還可隨認知進程靈活調控行為。
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圖一 屏狀核 VGLUT2 神經元向內側前額葉的投射差異
作者先用雙病毒標記技術精準標出屏狀核內VGLUT2陰性投射神經元。為了回答這個問題,作者先往小鼠內側前額葉皮層注射逆行病毒,再向屏狀核注入專屬病毒,發現僅目標神經元顯現熒光。
觀測發現這類神經元集中在屏狀核核心腹側、內側殼層位置。
三維分析結果顯示,其主要投射到內側前額葉皮層,也連通運動、味覺等腦區,整體投射范圍和陽性神經元大體相當。
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圖二 屏狀核神經元與記憶活動關聯分析
作者借助鈣熒光和光纖技術評估了小鼠工作記憶時的神經元變化。實驗分取樣、折返、記憶延遲、抉擇四個階段,神經元活性隨之波動:取樣階段活性偏低,折返階段逐步上升,記憶延遲期達到峰值,抉擇階段有所下降,階段切換時還會短暫驟然活躍,神經元可預判任務變化。
成功完成記憶任務時,神經元活性遠高于出錯情況,活性強弱能反映記憶留存好壞。
排除小鼠運動狀態干擾后結果證實,神經元活動變化主要由工作記憶信息處理主導,不受運動行為影響。
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圖三 神經元對記憶決策的雙重作用
這類神經元活躍度和記憶留存效果密切相關,于是作者進一步驗證其對記憶行為具有什么作用。
作者運用光遺傳技術單獨抑制該神經元,記憶維持階段抑制后,小鼠正確率大幅下滑至隨機水平。抑制僅輕微縮短反應時長,不會影響肢體活動,進一步排除行為因素干擾。
分階段干預測試得出,僅抑制決策期神經元能改善任務表現,其余階段干預無明顯作用,光照本身并不會干擾小鼠行為。
結果表明,該類神經元正常活動是維持短時記憶的關鍵,但其活躍會妨礙決策判斷,抑制其活性可改善決策能力。
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圖四 全文摘要圖
總結
這項工作不僅幫助我們完善了屏狀核參與空間記憶的作用機制,更是為后續探索各類神經元亞型參與的認知功能提供了理論依據。
文章來源:
https://doi.org/10.1016/j.cub.2026.04.067
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