科研专栏
脑科学 | 电刺激杏仁核可以提升记忆力
来源:澳门威利斯人官方网站 时间: 2017-12-21???? 作者:

记忆是大脑最有魅力的功能之一,然而,大脑的记忆容量是有限的,并不是所有的事情都会被记住。其实我们的大脑是很挑剔的,对我们经历的事件不能一视同仁,而是会选择带有情绪色彩的事件优先记忆。现在,请你回想一下,那些关于自己儿时的记忆是不是大多带有强烈的情绪色彩呢(比如考试得了一百分的快乐,闯祸时的自责等)?

那么,为什么情绪在记忆中有如此重要的作用呢?很多研究者认为,杏仁核可以调节海马和嗅周皮层(perirhinal cortex)的活动,进而参与固化带有情绪的记忆。有研究表明,双侧杏仁核损伤的患者的一般记忆与健康人并无不同,但与情绪有关的记忆却没有健康人那样强烈,这就间接的证实了杏仁核在情绪记忆中的重要作用。

既然如此,如果在经历一段普通事件时激发杏仁核的活动,能否把这个事件记得更牢呢?为了探究这个问题,来自美国的科学家设计了一组实验,将电刺激直接作用于受试者的杏仁核,结果受试者的记忆力竟然真的提高了。

该研究共招募了14名受试者,他们因为癫痫需要在大脑中植入微电极,电极的刺激位点是杏仁核的基底外侧复合体(basolateral complex of the amygdala, BLA),如下图所示。

 

 

实验共包含三个阶段,第一阶段的内容是记忆,受试者会看到160个物体的图片,同时受试者需要回答这个物体是经常出现在室内还是室外。在其中的80张图片出现后,受试者的BLA会受到1秒钟的电刺激。受试者完成第一阶段的实验后,马上进入第二阶段的实验,第二阶段的内容是立即回想,受试者会看到80张图片,其中40张图片在第一阶段的实验中出现过,另外40张图片没有在第一阶段的实验中出现过,受试者需要回答哪些图片曾经在第一阶段的实验中出现过。一天后,受试者进入第三阶段的实验,第三阶段的内容是一天后回想,实验内容与第二阶段一致。实验过程中所有受试者均没有感觉到电刺激,也没有感受到情绪的变化。

 

 

分析结果表明,电刺激杏仁核可以显著地提升一天后回想的正确率,但并没有提高立即回想的正确率。

 

 

有5名受试者同时在嗅周皮层和海马中也植入了微电极,所以,受试者记录了这5名受试者在第二阶段和第三阶段实验中杏仁核、海马及嗅周皮层的局部场电位,并分析了杏仁核与内侧颞叶(medial temporal lobe, MTL)的神经电活动之间的关系。

分析发现,杏仁核、海马和嗅周皮层的电活动主要表现为theta振荡(5-7Hz)和gamma振荡(30-55Hz),在第三阶段实验的过程中,如果受试者再次看到在第一阶段实验中受到电刺激的图片,嗅周皮层的gamma振荡能量会显著增高,且海马——嗅周皮层theta振荡的同步性也显著提高。这些结果表明,电刺激杏仁核影响了在记忆中起到重要作用的脑区的神经活动。

 

 

进一步,研究者发现,在立即回想和一天后回想过程中,杏仁核的theta振荡主要调控了嗅周皮层频率为50Hz的gamma振荡,这表明精准的物体识别伴随着杏仁核、海马和嗅周皮层之间强烈的神经振荡。

 

 

综上,电刺激杏仁核很可能起到了把一段原本平淡无奇的经历转化为更容易被记住的经历的作用,在这个过程中,杏仁核会调控海马和嗅周皮层的活动,完成长期记忆的增强。这种电刺激杏仁核的方法也许会成为一种有效的改善长期记忆的临床干预方法。

 

参考文献:

Cory S. Inman et al., Direct electrical stimulation of the amygdala enhances declarative memory in humans. PNAS, 2017.

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