生物物理机制在规则学习记忆的形成与维持中的作用

《Communications Biology》：Biophysical mechanisms underlying the generation and maintenance of rule-learning engram

　　

摘要

通过训练啮齿动物完成一项特别困难的嗅觉辨别任务，它们能够掌握高超的技能，从而出色地完成该任务，这种现象被称为“规则学习”。我们发现规则学习是突然发生的，就像“灵光一现”一样。通过对Fos2A-iCreER/TRAP2小鼠的梨状皮层（PC）进行全细胞膜片钳记录，我们追踪了那些表达即时早期基因（IEG）的激活神经元。从训练开始，我们就观察到，经过训练的动物体内的IEG阳性神经元表现出增强的内在兴奋性。随后，这些神经元中的突触兴奋性和抑制性也得到了增强，这一过程是协调一致的、贯穿整个细胞的。同时，我们发现表达IEG的神经元数量显著减少。通过TRAP和c-Fos的双标记技术，我们发现从训练开始就有近三分之二的规则记忆相关神经元被激活。使用抑制性DREADD基因沉默表达TRAP的神经元会导致规则记忆的完全丧失。因此，我们认为规则学习发生在某个特定的时刻，并且是通过一个逐步稳定的过程来形成规则记忆的。