Thomas C.S ü dhof合作揭示社交学习长期记忆的巩固机制

速读：Südhof合作揭示社交学习长期记忆的巩固机制《自然》：刘智慧/孙文斐/StephenR.。通过对前额叶（mPFC），眶额皮层（OFC），腹侧海马（ventralhippocampus），和基底外侧杏仁核（BLA）等脑区在STFP长期记忆形成中作用的比较，发现腹侧海马影响48小时短期STFP记忆，而眶额皮层对STFP长期记忆形成非常重要，并且与杏仁核皮层后内侧核比，具有较长的时间调控窗口。 Südhof合作揭示社交学习长期记忆的巩固机制精选。通过向同类学习知识、技能等的社交学习方式在人类社会的发展中起到重要的作用。研究人员针对小鼠社交传递的食物偏好（Socialtransmissionoffoodpreference,STFP）这一社交学习行为所产生的长期记忆进行了深入研究，揭示了长期记忆形成及巩固的神经环路及转录组机制。

《自然》：刘智慧/孙文斐/Stephen R. Quake/Thomas C. Südhof合作揭示社交学习长期记忆的巩固机制

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2024-7-4 11:27

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北京时间2024年7月3日23时，美国斯坦福大学 Thomas C. Südhof 及 Stephen R. Quake 教授团队（刘智慧和孙文斐为共同第一作者，刘智慧为共同通讯作者），合作在 Nature 杂志发表了题为“The cortical amygdala consolidates a socially transmitted long-term memory”的最新研究成果。

研究人员针对小鼠社交传递的食物偏好（Social transmission of food preference, STFP）这一社交学习行为所产生的长期记忆进行了深入研究，揭示了长期记忆形成及巩固的神经环路及转录组机制。

通过向同类学习知识、技能等的社交学习方式在人类社会的发展中起到重要的作用。同样，社交学习在啮齿类动物中也广泛存在。社交传递的食物偏好（Social transmission of food preference, STFP）是啮齿类动物中的一种嗅觉相关的社交学习行为范式。啮齿类动物是天生的保守主义者，在面对未知来源的新食物时会非常谨慎。然而，在其与摄取了新食物的同类社交后，小鼠在随后的食物偏好选择测试中，将会偏向选择其同类所摄取的相同气味的食物（STFP）。STFP训练形成的针对特定气味食物的嗅觉记忆可维持数月，形成长期记忆。STFP的特点是效率高（仅一次训练）、记忆维持时间久（长达45周）、及非厌恶型记忆（无条件刺激），这与目前其他的记忆研究明显不同。然而，STFP记忆的形成机制研究尚不充分。

作者在之前的研究中发现，主嗅球（main olfactory bulb）在STFP训练后可显著增强主嗅球僧帽细胞的抑制性突触的突触强度（突触可塑性）【1】。然而，对于社交因素对STFP记忆形成的影响，较为空白。因此，解析STFP的记忆形成过程，不仅有助于研究社交学习的神经生物学机制，而且还能从长期记忆的角度解码记忆形成的过程。

针对以上科学问题，斯坦福大学 Thomas C. Südhof 及 Stephen R. Quake 教授团队合作，利用小鼠STFP模型，发现杏仁核皮层后内侧核（Posteromedial nucleus of the cortical amygdala，COApm）在STFP长期记忆的早期巩固过程中起到重要作用，而不影响STFP记忆的获取及提取等过程。

主要发现包括：

副嗅球（Accessory olfactory bulb，AOB）到杏仁核皮层后内侧核的双向环路连接，以及杏仁核皮层后内侧核到前嗅核（Anterior olfactory nucleus，AON）的投射介导了STFP记忆形成的信息传递及巩固过程。杏仁核皮层后内侧核与诸多嗅觉皮层及调控社交行为的不同杏仁核脑区等形成紧密的环路连接。

通过对前额叶（mPFC），眶额皮层（OFC），腹侧海马（ventral hippocampus），和基底外侧杏仁核（BLA）等脑区在STFP长期记忆形成中作用的比较，发现腹侧海马影响48小时短期STFP记忆，而眶额皮层对STFP长期记忆形成非常重要，并且与杏仁核皮层后内侧核比，具有较长的时间调控窗口。而前额叶和基底外侧杏仁核不影响STFP长期记忆的形成。

空间转录组（MERFISH）及单细胞转录组（Smart-seq2）测序均表明，与正常对照组及嗅觉刺激对照组相比，杏仁核皮层后内侧核呈现出与STFP关联的转录组特征，而眶额皮层和腹侧海马的转录组响应则主要集中在嗅觉刺激本身。

传统观点认为，副嗅球及其下游脑区负责社交、交配、攻击性等社交行为。鲜有研究认为该系统与学习记忆相关。本研究结果表明，副嗅球及其下游脑区杏仁核皮层后内侧对社交学习的形成非常重要。杏仁核皮层后内侧核是一个空白脑区，针对其功能的研究较少。本研究的作者综合以上发现并进一步提出，杏仁核皮层后内侧核在整合感觉信息，特别是嗅觉信息和社交信息方面起到中心作用。同时，本研究为长期记忆的形成提供了新的机制和见解（见下图）。