东北大学团队发现新机制
日本的一个研究团队发现,大脑形成新的联想记忆的能力依赖于多巴胺——而这一通路在阿尔茨海默病早期就会崩溃。
照片由Nikita Taparia在Unsplash提供
本文最初以日语发表在Ki to Oku上。(经生成式AI翻译)
多巴胺与记忆形成
由东北大学五十岚敬教授和中川达希助理教授领导的研究团队,与加州大学欧文分校合作,发现阿尔茨海默病模型小鼠的内嗅皮层中多巴胺水平急剧下降——这种下降阻碍了联想记忆的形成。研究团队还表明,通过光遗传学技术或施用广泛用于治疗帕金森病的药物左旋多巴来重新激活多巴胺信号,可以恢复记忆功能。该研究成果已于2026年4月23日发表在《自然·神经科学》期刊上。
多巴胺最广为人知的是其在动机和奖励中的作用。但它在记忆形成过程中同样扮演着重要角色。当你闻到一种气味时,它常常会唤起一个地方、一个人或过去的某个时刻——将一段经历与另一段经历联系起来。研究人员将这种现象称为联想记忆,它形成于内嗅皮层的外侧区域,该区域是通往海马体的门户。2021年,五十岚及其同事在《自然》杂志上报告称,多巴胺对这一过程至关重要:它从脑干中的多巴胺产生区域释放,到达内嗅皮层,并编码气味与后续事件之间的联系。这项新研究探讨了在阿尔茨海默病中这些多巴胺产生细胞发生了什么变化。
当多巴胺不足时
研究人员使用了经过基因改造以复制阿尔茨海默病病理特征的小鼠。在这些动物中,内嗅皮层的多巴胺水平已降至正常水平的五分之一以下,而通常会对已学习刺激做出反应的神经元也不再做出反应。
实验设置很简单:向小鼠呈现两种不同的气味。如果它们选择其中一种,就会得到糖水;如果选择另一种,则会得到苦味液体。健康小鼠大约在一小时内就能可靠地区分两者。而阿尔茨海默病模型小鼠则无法做到这一点。实验过程确实发生了——小鼠在闻、尝、经历每一次试验——但这些经历没有被记录为记忆。
研究结果中特别引人注目的是什么保持完好无损。当对它们在疾病发作前已学习的气味进行测试时,阿尔茨海默病模型小鼠表现得完美无缺。它们仍然能够检索已经知道的内容。多巴胺缺乏并没有抹去过去;它阻碍了新事物的形成。
使用基于光的神经控制重新激活内嗅皮层的多巴胺输入,恢复了联想记忆的形成。施用左旋多巴产生了同样的效果,使神经活动正常化并恢复了小鼠的记忆行为。
Ki to Oku视角:过去依然存在
阿尔茨海默病通常被理解为一种遗忘疾病——记忆一个接一个地溶解,直到所剩无几。这项研究使这一画面变得复杂。
在这些实验中,小鼠无法再在气味与其结果之间形成新的关联。但它们在疾病发作前积累的记忆却完整保留。即使编码当前信息的能力正在消失,回忆过去的能力仍然完好无损。
阿尔茨海默病模型小鼠所经历的不是抹去,而是阻塞。事件确实发生了——气味、味道、遭遇——但由于内嗅皮层中缺乏足够的多巴胺,这些事件无法与其他信息联系起来,也无法巩固为持久的记忆。经历一闪而过;什么都没留下。
这种区分——记忆形成与记忆检索之间的区分——为理解阿尔茨海默病如何进展以及在这一进展过程中不同能力何时开始失效提供了新的视角。
来源:东北大学新闻稿,多巴胺缺乏被发现导致阿尔茨海默病记忆障碍——加州大学欧文分校新闻
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