記憶領域的consolidation和reconsolidation有什麼區別?

如題。
reconsolidation似乎是一個相對比較新的概念,並沒有找到心理學上的定義。是否consolidation是記憶形成較為初期時自發的加強的過程,而reconsolidation是之後有意識的回憶引起的增強?
另:對於認知神經生物學比較感興趣,也聽過一些Journal club,感覺各種paper對於記憶在生物機制上的研究都未區分遺傳處理後的動物記憶的下降的原因——遺忘增強、consolidation降低或者recall能力降低。那麼這三者是否有可能區分?


傳統的記憶理論將記憶分為編碼——存儲——提取三個階段,記憶鞏固(consolidation)發生在編碼到存儲這一過程,其主要的神經機制是:新近編碼的記憶痕迹首先經過海馬的replay得到暫時的保存,隨後記憶痕迹被海馬投射到前額葉,由前額葉再將記憶痕迹分散式地儲存在新皮層(1,2, 圖1)。隨著前額葉對記憶痕迹的接管,海馬在記憶提取中逐漸不發揮作用,因而可以在海馬損傷的病人身上觀察到近幾年的記憶被遺忘,但早期的記憶卻完好無塤(3)。記憶鞏固主要在睡眠和休息狀態下的時候進行,但Tonegawa最近(2017年4月)發表在Science上的一項研究表明記憶鞏固在編碼時候就已經進行(4, 圖2)。

(圖1:記憶鞏固CLS模型 Kumaran,D. Hassabis,D. McClelland,J.L. 2016, TiCS)

(圖2:記憶再鞏固CLS模型修訂 Susumu Tonegawa, 2017, Science)

但被鞏固之後的記憶並非一成不變,我們每一次對記憶痕迹進行提取都在一定程度對其進行改寫,被提取的記憶痕迹需要經過再一次的鞏固才能被存儲,這一過程就是記憶再鞏固(5, 圖3)。早在1973年Spear就發現再激活狀態的記憶需要經過類似於記憶鞏固的階段才能被保持,1997年Przybyslawski Sara提出記憶再鞏固(reconsolidation)的概念,但記憶再鞏固得到廣泛關注則源於Nader於2000年發表在Nature上的一篇研究,該研究先訓練小鼠習得聲音和電擊的關聯,而後通過單獨呈現聲音誘發小鼠的恐懼記憶並給小鼠注射蛋白質合成抑製劑,結果發現小鼠消除了對聲音的恐懼記憶,在聽到聲音的時候不再顫抖(6)。

(圖3:記憶的兩種觀點 Alberini,C.M. Ledoux,J.E., 2013, Current Biology)

記憶再鞏固本質上也是一種記憶鞏固,不過是對已經被鞏固且處於再激活狀態下的記憶痕迹進行鞏固,而非對新近編碼的記憶痕迹。兩者具有很類似的分子機制,但又有所差別(7,8,9,10)。

記憶再鞏固有一個核心的假設/前提/觀點:再激活的記憶痕迹在短時間內(6小時)會處於不穩定的狀態,具有可編輯的特性。基於該觀點,記憶再鞏固的範式被廣泛運用到臨床治療用於消除個體的負性情緒記憶或行為,但大多處於理論試驗階段。基本的操作範式是給予患者一個線索提示(reminder/cue),使患者的負性情緒被再激活,進而使用抑制蛋白質合成的藥物或者行為干預(11, 圖4)。有研究結果表明該範式在治療PTSD、恐懼障礙和成癮行為上有較好地效果。比如北京大學薛言學老師2012年發表在Science的研究發現:通過毒品相關的視頻激活吸毒者有關吸毒的記憶之後讓吸毒者接受消退訓練,發現吸毒者對毒品的渴求程度明顯降低且能長時間持續(6個月)。而在記憶再激活6小時之後接受消退訓練和沒有記憶再激活前提下進行消退訓練的兩組被試沒有發現該現象(12)。 Jonathan Lee先後在Neuron、Nature Neuroscience、 Nature communications和 Journal of Neuroscience 上發表了關於採用記憶再鞏固範式消除可卡因成癮,暴食症和恐懼記憶等。此外,2008年 Sangyun Lee在Science上發表了使用記憶再鞏固消除恐懼記憶的研究;2016年Bjorkstrand在Current Biology發表了使用記憶再鞏固消除對蜘蛛恐懼記憶的研究; 2017年Germeroth在JAMA Psychiatry發表了使用記憶再鞏固消除煙草成癮的研究。

(圖4:記憶再鞏固消除負性記憶 Jonathan Lee, Karim Nader, Daniela Schiller, 2017, TiCS)

利用記憶再鞏固範式消除負性記憶是我個人的研究興趣,希望跟大家一起交流。


參考文獻:

1. McClelland J L, McNaughton B L, O"reilly R C. Why there are complementary learning systems in the hippocampus and neocortex: insights from the successes and failures of connectionist models of learning and memory[J]. Psychological review, 1995, 102(3): 419.

2. Kumaran D, Hassabis D, McClelland J L. What learning systems do intelligent agents need? complementary learning systems theory updated[J]. Trends in Cognitive Sciences, 2016, 20(7): 512-534.

3. Scoville W B, Milner B. Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions[J]. Journal of Neurology, Neurosurgery Psychiatry, 1957, 20(1): 11-21.

4. Kitamura T, Ogawa S K, Roy D S, et al. Engrams and circuits crucial for systems consolidation of a memory[J]. Science, 2017, 356(6333): 73-78.

5. Alberini C M, LeDoux J E. Memory reconsolidation[J]. Current Biology, 2013, 23(17): R746-R750.

6. Nader K, Schafe G E, Le Doux J E. Fear memories require protein synthesis in the amygdala for reconsolidation after retrieval[J]. Nature, 2000, 406(6797): 722-726.

7. Lee J L C, Everitt B J, Thomas K L. Independent cellular processes for hippocampal memory consolidation and reconsolidation[J]. Science, 2004, 304(5672): 839-843.

8. Alberini C M. Mechanisms of memory stabilization: are consolidation and reconsolidation similar or distinct processes?[J]. Trends in neurosciences, 2005, 28(1): 51-56.

9. McKenzie S, Eichenbaum H. Consolidation and reconsolidation: two lives of memories?[J]. Neuron, 2011, 71(2): 224-233.

10. Dudai Y. The restless engram: consolidations never end[J]. Annual review of neuroscience, 2012, 35: 227-247.

11. Lee J L C, Nader K, Schiller D. An Update on Memory Reconsolidation Updating[J]. Trends in Cognitive Sciences, 2017.

12. Xue Y X, Luo Y X, Wu P, et al. A memory retrieval-extinction procedure to prevent drug craving and relapse[J]. Science, 2012, 336(6078): 241-245.


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