摘要：新發(fā)表的研究首次表明，冷記憶是在大腦中形成的，并描繪出它們隨后是如何驅(qū)動體溫調(diào)節(jié)的。
由都柏林圣三一學院Tomás Ryan教授領(lǐng)導(dǎo)的一項新的多學科研究表明，大腦會形成對寒冷經(jīng)歷的記憶，并利用它們來控制我們的新陳代謝。這項新發(fā)表的研究首次表明，冷記憶是在大腦中形成的，并描繪出它們隨后是如何驅(qū)動體溫調(diào)節(jié)的。
這一發(fā)現(xiàn)可能在治療一系列疾病（從肥胖到癌癥）的治療中有重要的應(yīng)用，在這些疾病中，體溫調(diào)節(jié)和代謝（或在這一領(lǐng)域缺乏控制）起著作用，同時也為更多的基礎(chǔ)研究打開了大門，這些研究可以幫助我們更好地理解記憶是如何影響我們的行為和情緒的。
圖1 寒冷記憶調(diào)控全身體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)1897年，生理學家伊萬·巴甫洛夫（Ivan Pavlov）首次描述了經(jīng)典條件反射，即動物和人類在環(huán)境的不同方面形成聯(lián)系。他指出，當鈴聲響起時，狗可以被訓練成在對食物充滿希望的期待中分泌唾液。經(jīng)典或巴甫洛夫條件反射從此成為神經(jīng)科學和心理學的核心內(nèi)容。
長期記憶以相互連接的細胞集合的形式儲存在大腦中，稱為記憶印痕。現(xiàn)代神經(jīng)科學越來越多地開始識別編碼身體表征的記憶印跡，比如感染經(jīng)歷；炎癥;食品消費;和痛苦。
這項工作背后的研究人員假設(shè)，大腦可能會形成溫度表征的印記，而這些印記將有助于生物體在不斷變化的溫度中生存。但為了識別這些印記，他們首先必須測試冷記憶是否可以形成。
雖然記憶通常是通過動物行為的變化來衡量的，但瑞安實驗室與Lydia Lynch教授（當時在都柏林三一學院，現(xiàn)在在普林斯頓大學）合作。他們專注于將新陳代謝作為對寒冷體驗的一級解讀，因為眾所周知，當環(huán)境寒冷時，哺乳動物會通過適應(yīng)性產(chǎn)熱過程，增加新陳代謝，在體內(nèi)產(chǎn)生熱量。
這篇文章的主要作者Andrea Mu?oz Zamora博士發(fā)表在國際權(quán)威雜志《自然》（Nature）上，他成功地訓練了小鼠，使其將4攝氏度的寒冷體驗與只在指定的寒冷環(huán)境中出現(xiàn)的新穎視覺線索聯(lián)系起來。幾天后，在相同的環(huán)境下給老鼠提供視覺線索，但在室溫下。至關(guān)重要的是，研究小組發(fā)現(xiàn)，當動物“預(yù)期”環(huán)境寒冷時，它們會上調(diào)新陳代謝，以誘導(dǎo)預(yù)測性產(chǎn)熱。
在確定小鼠可以形成對寒冷經(jīng)歷的記憶之后，研究小組接著深入研究了這在大腦中是如何發(fā)生的。利用活動依賴基因標記，科學家們能夠從基因上搭便車到編碼冷記憶的印跡細胞上，這些印跡細胞位于一個被稱為海馬體的大腦區(qū)域。值得注意的是，當人為地刺激這些冷印跡細胞（使用一種稱為光遺傳學的技術(shù)）時，小鼠為了產(chǎn)生熱量而增加了新陳代謝。在一個相反的實驗中，為了驗證中心發(fā)現(xiàn)，當冷印跡細胞被抑制時，小鼠無法表達對條件視覺線索的冷記憶。
Mu?oz Zamora博士說：“我們發(fā)現(xiàn)，當小鼠暴露在寒冷的溫度下時，它們會形成記憶，使它們能夠在預(yù)測未來的寒冷經(jīng)歷時上調(diào)身體的新陳代謝。”
圖2 情境性寒冷記憶增強代謝率及產(chǎn)熱基因表達
“這種習得的體溫控制在很大程度上似乎是由于棕色脂肪組織（或棕色脂肪）活動的增加，而棕色脂肪可以通過源自大腦的神經(jīng)支配來控制。”我們的大腦必須從身體對寒冷的體驗中學習，然后反饋控制我們的脂肪細胞對寒冷的反應(yīng)。”
該研究的聯(lián)合首席作者Aaron Douglas博士說：“許多臨床疾病，從肥胖到各種癌癥，都可以通過控制棕色脂肪組織的體溫調(diào)節(jié)來治療。”在未來，測試對人類冷記憶的操縱是否能為改變新陳代謝以達到治療目的提供新的途徑將是很重要的。”
這項研究為進一步的發(fā)現(xiàn)研究以及治療方法的發(fā)展打開了許多新的大門。例如，了解寒冷經(jīng)歷的表征如何影響更廣泛的大腦功能，如情感、決策和社會行為，將有助于深入了解心靈的具體化本質(zhì)。
“我們思維的復(fù)雜方面是從更基本的、本能的、身體表征進化而來的，了解大腦的這些組成部分如何影響我們的行為，對于理解我們的情緒和記憶的使用至關(guān)重要。”
“這項綜合工作提供了跨學科科學的典型例子。神經(jīng)科學需要合作，正是與Lynch教授的協(xié)同作用，使得記憶印痕研究與代謝研究的不同尋常的結(jié)合成為可能。”
參考資料
[1]Cold memories control whole-body thermoregulatory responses
摘要：新發(fā)表的研究首次表明，冷記憶是在大腦中形成的，并描繪出它們隨后是如何驅(qū)動體溫調(diào)節(jié)的。
由都柏林圣三一學院Tomás Ryan教授領(lǐng)導(dǎo)的一項新的多學科研究表明，大腦會形成對寒冷經(jīng)歷的記憶，并利用它們來控制我們的新陳代謝。這項新發(fā)表的研究首次表明，冷記憶是在大腦中形成的，并描繪出它們隨后是如何驅(qū)動體溫調(diào)節(jié)的。
這一發(fā)現(xiàn)可能在治療一系列疾病（從肥胖到癌癥）的治療中有重要的應(yīng)用，在這些疾病中，體溫調(diào)節(jié)和代謝（或在這一領(lǐng)域缺乏控制）起著作用，同時也為更多的基礎(chǔ)研究打開了大門，這些研究可以幫助我們更好地理解記憶是如何影響我們的行為和情緒的。
圖1 寒冷記憶調(diào)控全身體溫調(diào)節(jié)反應(yīng)1897年，生理學家伊萬·巴甫洛夫（Ivan Pavlov）首次描述了經(jīng)典條件反射，即動物和人類在環(huán)境的不同方面形成聯(lián)系。他指出，當鈴聲響起時，狗可以被訓練成在對食物充滿希望的期待中分泌唾液。經(jīng)典或巴甫洛夫條件反射從此成為神經(jīng)科學和心理學的核心內(nèi)容。
長期記憶以相互連接的細胞集合的形式儲存在大腦中，稱為記憶印痕。現(xiàn)代神經(jīng)科學越來越多地開始識別編碼身體表征的記憶印跡，比如感染經(jīng)歷；炎癥;食品消費;和痛苦。
這項工作背后的研究人員假設(shè)，大腦可能會形成溫度表征的印記，而這些印記將有助于生物體在不斷變化的溫度中生存。但為了識別這些印記，他們首先必須測試冷記憶是否可以形成。
雖然記憶通常是通過動物行為的變化來衡量的，但瑞安實驗室與Lydia Lynch教授（當時在都柏林三一學院，現(xiàn)在在普林斯頓大學）合作。他們專注于將新陳代謝作為對寒冷體驗的一級解讀，因為眾所周知，當環(huán)境寒冷時，哺乳動物會通過適應(yīng)性產(chǎn)熱過程，增加新陳代謝，在體內(nèi)產(chǎn)生熱量。
這篇文章的主要作者Andrea Mu?oz Zamora博士發(fā)表在國際權(quán)威雜志《自然》（Nature）上，他成功地訓練了小鼠，使其將4攝氏度的寒冷體驗與只在指定的寒冷環(huán)境中出現(xiàn)的新穎視覺線索聯(lián)系起來。幾天后，在相同的環(huán)境下給老鼠提供視覺線索，但在室溫下。至關(guān)重要的是，研究小組發(fā)現(xiàn)，當動物“預(yù)期”環(huán)境寒冷時，它們會上調(diào)新陳代謝，以誘導(dǎo)預(yù)測性產(chǎn)熱。
在確定小鼠可以形成對寒冷經(jīng)歷的記憶之后，研究小組接著深入研究了這在大腦中是如何發(fā)生的。利用活動依賴基因標記，科學家們能夠從基因上搭便車到編碼冷記憶的印跡細胞上，這些印跡細胞位于一個被稱為海馬體的大腦區(qū)域。值得注意的是，當人為地刺激這些冷印跡細胞（使用一種稱為光遺傳學的技術(shù)）時，小鼠為了產(chǎn)生熱量而增加了新陳代謝。在一個相反的實驗中，為了驗證中心發(fā)現(xiàn)，當冷印跡細胞被抑制時，小鼠無法表達對條件視覺線索的冷記憶。
Mu?oz Zamora博士說：“我們發(fā)現(xiàn)，當小鼠暴露在寒冷的溫度下時，它們會形成記憶，使它們能夠在預(yù)測未來的寒冷經(jīng)歷時上調(diào)身體的新陳代謝。”
圖2 情境性寒冷記憶增強代謝率及產(chǎn)熱基因表達
“這種習得的體溫控制在很大程度上似乎是由于棕色脂肪組織（或棕色脂肪）活動的增加，而棕色脂肪可以通過源自大腦的神經(jīng)支配來控制。”我們的大腦必須從身體對寒冷的體驗中學習，然后反饋控制我們的脂肪細胞對寒冷的反應(yīng)。”
該研究的聯(lián)合首席作者Aaron Douglas博士說：“許多臨床疾病，從肥胖到各種癌癥，都可以通過控制棕色脂肪組織的體溫調(diào)節(jié)來治療。”在未來，測試對人類冷記憶的操縱是否能為改變新陳代謝以達到治療目的提供新的途徑將是很重要的。”
這項研究為進一步的發(fā)現(xiàn)研究以及治療方法的發(fā)展打開了許多新的大門。例如，了解寒冷經(jīng)歷的表征如何影響更廣泛的大腦功能，如情感、決策和社會行為，將有助于深入了解心靈的具體化本質(zhì)。
“我們思維的復(fù)雜方面是從更基本的、本能的、身體表征進化而來的，了解大腦的這些組成部分如何影響我們的行為，對于理解我們的情緒和記憶的使用至關(guān)重要。”
“這項綜合工作提供了跨學科科學的典型例子。神經(jīng)科學需要合作，正是與Lynch教授的協(xié)同作用，使得記憶印痕研究與代謝研究的不同尋常的結(jié)合成為可能。”
參考資料
[1]Cold memories control whole-body thermoregulatory responses
