存儲恐懼記憶，大腦很節能

　　一聲巨響、凄厲的尖叫……被嚇得呆若木雞，一動不動的體驗，你有嗎？

　　再次聽到類似聲音，即使時隔多年，恐懼也會被重新勾起。大腦如何存儲恐懼記憶的？昨天23點上線的《自然-神經科學》雜志發表了中科院上海生科院神經科學研究所科學家的最新發現，他們不僅發現了大腦存儲恐懼記憶的重要神經通路，還順藤摸瓜，找到了成年大腦存儲記憶的基本規律———非常經濟節能。

　　動物對于恐懼的記憶，一部分是先天的，比如老鼠聞到貓的氣味就會害怕，另一部分則是習得的，與巴甫洛夫著名的條件反射實驗差不多，當一種聲音與恐懼聯系在一起，只要再次聽到這種聲音，動物就會重新陷入驚恐之中。

　　很多恐懼記憶的形成，與大腦中附著在海馬末端的杏仁核息息相關。這是一個產生、識別和調節情緒，并控制學習和記憶的腦部組織。原先，科學家認為，在小鼠中，聽覺恐懼的信息會從大腦的聽覺感覺區流向杏仁核的側杏仁核，再通往下游直接控制運動的區域，由此產生恐懼反應，而從杏仁核回到感覺皮層的投射，只有在獼猴等靈長類動物中存在。可中科院上海生科院神經所蒲慕明課題組的副研究員楊揚在瀏覽小鼠大腦聯接圖譜的時候，突然發現，小鼠聽皮層也有來自側杏仁核的投射，于是她就和劉丹倩博士一起“追蹤”了下去。

　　這一追，收獲巨大。楊揚和劉丹倩研究發現，從側杏仁核投射回大腦初級聽覺皮層的這個神經回路一旦被抑制，小鼠就不那么害怕原先非常恐懼的聲音。“假如我們可以在人腦中找到對應的通路，那么我們就可能通過調節這個通路，減輕焦慮癥和創傷后應激障礙等疾病。”蒲慕明說，這一基礎研究的發現，將為未來腦疾病的治療提供新的線索，“目前藥物治療腦疾病效果并不理想，而生理、物理刺激和干預，可能取得更好的效果。”

　　不過，更有意義的是，這兩位年輕的女科學家發現了成年大腦存儲恐懼記憶的模式———這是科學家從來沒發現過的。

　　大腦與電腦不同，它沒有一個像集中存儲數據的硬盤，而是存儲在以突觸為基本單元的神經網絡中。突觸是神經元之間的連接點，大腦中有數以千億計的神經元，每個神經元都與上千個同伴相連接，它們之間傳遞信號，就是通過突觸完成的。而突觸會不斷變化，形態、數目，以及連接方式，都會隨著學習和記憶改變。通過熒光標記，楊揚和劉丹倩發現，側杏仁核-聽皮層的突觸在經過恐懼訓練后，明顯增多了。“成年大腦中的神經元數量不會變化，可突觸卻可變大、變小、形成或消失。”楊揚說，“通過觀察，我們發現，98%以上的新形成的突觸都遵循‘部分新增’的規律。”也就是說，這些新突觸往往由舊有突觸“改造”而來，這種形成新突觸的方法，不僅可以節省空間、細胞能量，還可節省“建材”———結構蛋白的數量。“我們在所有與學習有關或無關的突觸變化中，都看到了這個現象，所以這可能是成年動物大腦中突觸形成的普遍規律。”楊揚說。

　　《自然-神經科學》的主編凱文·斯爾瓦稱贊“這是一項極具價值的研究”。蒲慕明透露，通過腦科學卓越中心的合作機制，已有北京的人工智能科學家基于這一發現，開始研發新的人工智能存儲網絡。