2023年9月6日晚20點，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心研究員徐春作為腦客中國科研第115位講者為大家帶來主題為《學習記憶的海馬環路機制》的報告。以下為直播內容節選：

謝謝主持人的介紹，非常高興有這個機會來跟大家交流我們最近的一些研究成果。

1、學習記憶與海馬

今天主要是和大家聊一下學習記憶這樣一個話題。 我們是做基礎科研的相關研究，主要聚焦的是大腦海馬腦區的神經環路機制。 今天的報告還是比較學術化的，我會先做一點比較科普的介紹，然后再展開我們具體的科學研究。

學習記憶和海馬它們的關系可能很多同學都知道，它們關系的發現主要是和一個叫H M的病人有關。 1953年，他在經過了一場癲癇手術后，去除了海馬腦區，表現出來一些非常典型的臨床特征。他不能形成新的記憶，但是還能保持舊的記憶以及可以做一些運動式的學習。從那時開始， 大家就已經關注到了海馬腦區對我們學習記憶的重要性。

我們課題組另外比較感興趣的是跟空間導航有關系的研究。1971年，John O' Keefe實驗室的做出了一個大腦GPS系統，可以在海馬里面看到位置細胞。如示意圖中所示，其中紅色的點就代表著細胞放電的位置。 當動物到達一個特定的位置之后，海馬細胞就會有一個特定的發放，這個被認為是編碼位置非常好的瞬間機制。

2、LTP與LTD

學習記憶中最常見到的細胞生物學機制之一是長時程增強，英文叫long-term potentiation（LTP）。兩位挪威的科學家1973年在麻醉的兔子上面做了相關研究，能夠看到突觸刺激所帶來的反應。 從示意圖當中我們可以看到海馬腦區的記錄，在經過一段時間的基線記錄之后，受到一個強值或者高頻率的刺激，反應就會變得很大，然后再慢慢退回到一個維持的狀態。 仍然是比他的這個基線水平要高，而且持續時間可以超過半個小時。 如果在體內做實驗，甚至還可以到達一個小時或者幾天更久。

LTP因此是最早被認為可能能夠解釋學習記憶的一個細胞生物學機制。 它不需要去形成新的神經元連接，突觸連接，它只需要改變他們的突出強度，就可以達到一個儲存記憶的效果。

如果突觸連接一味的增強，那可能到最后會變成超負荷，甚至整個系統變得不穩定。 所以大家都在想，應該也有一個減弱突觸連接的機制。1992年，Dudek and Bear用低頻刺激一段時間后，發現被刺激的通路反應變弱了，而另外一個沒有經過低頻刺激的通路維持的很好。 這就是LTD的概念。

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