诺奖大牛和新晋中科院院士都发文了，它会是下一个热点吗？

小编这几天在找文献时，发现前段时间，诺奖大佬和新晋中科院院士都发文讲述了一项研究——记忆痕迹（engram）。

2020年1月3日，Susumu Tonegawa（利根川进）教授和Sheena Josselyn教授在science上发表题目为“Memory engrams: Recalling the past and imagining the future”的综述，诠释了记忆的基本单位—Engram（记忆痕迹）。值得注意的是，利根川进因“发现抗体多样性的遗传学原理”获1987年诺贝尔生理学或医学奖，只不过，这位大牛勇于放下一切，又转行去做神经科学的研究了，也是取得了不少成果。

在本篇综述中，作者系统地列出多项研究，证明大脑中基本的计算单位是engram。一种经验可以激活一群神经元，这些神经元会经历持续的化学或物理变化，成为一个engram。随后通过经验时可用的线索重新激活记忆会诱导记忆提取。从细胞整体水平来说，内在兴奋性和突触可塑性的增强共同作用形成了engram，通过影响突触可塑性或遗忘药物等沉默engram，大脑中仍然存在“无声的印记”，它们所代表的信息可能不会永远消失。

engram

无独有偶，也是在不久前，马兰教授、刘星副教授联合在Nature Neuroscience杂志上发表了题为“A ventral CA1 to nucleus accumbens core engram circuit mediates conditioned place preference for cocaine”的有关engram的研究，令人佩服的是，马兰教授于去年当选中国科学院院士，研究方向为药物成瘾和记忆机制。下面带大家简单回顾一下本篇文献。

研究背景：engram在记忆存储和提取中的关键作用已日益被认识到，然而engram回路和engram细胞如何从不同的大脑区域协作联想记忆的存储工作至今不清楚。在这项研究中，作者使用了即早基因c-fos驱动的细胞标记和小鼠条件位置偏爱模型，以及可卡因CPP，一种连接药物奖励和环境线索的联想记忆模型。

作者首先发现沉默伏隔核中央核（AcbC）或CA1区细胞（vCA1），都会使可卡因CPP记忆表达受损，这表明AcbC和vCA1里engram细胞的活动参与了可卡因CPP记忆的存储和提取。采用光遗传学和化学遗传学手段选择性地操控engram神经元及投射的活性，发现环境诱导的可卡因CPP记忆的提取依赖于激活vCA1-AcbC投射。抑制与可卡因无关的vCA1控制印记对提取可卡因CPP记忆不产生影响，反之则产生影响，表明engram具有特异性。（截图略糊，有兴趣的小伙伴可下载原文）

为了检测vCA1可卡因engram与AcbC可卡因engram之间的功能连接，作者随后测量了vCA1engram激活后AcbC engram中的Ca2+瞬态和c-Fos表达。全细胞电生理学结果显示，vCA1中chr2表达的可卡因engram细胞在体内的光发生激活增加了AcbC中可卡因engram细胞的GCaMP荧光水平和c-Fos的表达，抑制vCA1基因的激活同时也减弱了AcbC基因的激活。使AcbC engram细胞发生casp3诱导的凋亡后，即使激活vCA1印迹也改变不了可卡因CPP分数或运动活动，这些结果都表明可卡因CPP记忆存储依赖于由可卡因engram细胞组成的vCA1→AcbC回路。

为了检测vCA1或AcbC在记忆提取中的作用，作者首先凋亡vCA1细胞，结果发现CPP表达失败，但在给小鼠注射可卡因后，可以挽救由vCA1细胞凋亡导致的可卡因CPP表达的失败，证明AcbC中的Engram细胞，而不是vCA1中的对于CPP的记忆提取是必要的。

在AcbC中，D1和D2 MSNs是两个主要的投射神经元群， D1 MSNs的化学发生抑制，而不是D2MSNs，对可卡因CPP记忆的提取产生了影响。D1 MSNs的化学发生激活增加了CPP评分，而D2 MSNs的化学发生激活则损害了可卡因CPP记忆的提取。表明AcbC Engram主要由D1 MSNs组成。接下来，作者研究了在可卡因CPP训练后，engram细胞中的突触传递是否发生了特异性的改变。与D1非engram神经元相比，AcbC中D1 engram神经元具有更多的蘑菇型和短刺型，而树突棘的总密度无差异。相比于D1非engram神经元，D1 engram神经元中蘑菇型棘的头径增大，mEPSC振幅增加，但频率不增加，突触的AMPAR反应增加。

此外，与AcbC D1非engram神经元相比，AcbC D1 engram神经元的突触谷氨酸受体活性明显增强。表明可卡因条件作用优先增强vCA1→AcbCengram回路的突触连接。

本项研究揭示了vCA1→AcbC回路及突触联系对于记忆存储和提取的重要作用，与利根川进教授的结论不谋而合。可以说，虽然有关记忆的理论已经提出了百年，但相关研究仍然很少。如果有童鞋专攻神经科学的研究，Engram会是个比较好的选择。不过由于神经科学的特殊性，实验动物的选择，实验操作的繁琐复杂等，成为热点研究可能还需较长的时间。

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