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我們學會把某個氣味和甜美的糖聯系起來后,下次再聞到這個氣味,就會自然地期待糖的出現,這就是一種“獎賞記憶”。但世界是變化的:如果糖不再那么有價值(比如吃多了不稀罕了,或者環境變了),繼續執著于舊記憶反而可能不利于生存。
基于此,2025年12月22日,弗里德里希·米歇爾生物醫學研究所Johannes Felsenberg在Current Biology雜志發表了“Re-exposure to reward re-evaluates related memories”,揭示了重新接觸獎勵會重新評估與其相關的記憶。
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為了適應環境變化,動物需要不斷更新舊記憶。作者發現,在果蠅中,只要再次接觸之前訓練時用過的糖獎勵(即使不搭配氣味),就能削弱它對多個氣味-糖關聯的記憶反應。這種削弱是特異性的,只有重新接觸原來用過的糖才有效,而且不是因為果蠅“不想動”或整體行為被抑制。更重要的是,這一過程和已知的多巴胺調控記憶提取的機制不同,說明它是一種獨立的記憶“再評估”方式。無論是剛形成的短期記憶,還是已經鞏固的長期記憶,都能被這種方式削弱。有趣的是,盡管行為反應減弱了,但大腦中存儲該記憶的神經痕跡其實并未消失。這項研究揭示了一種通過重新體驗獎勵來廣泛“降級”相關記憶的新機制,未來或許能用來同時干預多個不良記憶,而無需逐一重現每個相關線索。
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圖一 獎勵特異性再暴露會削弱多個相關記憶
通常,當我們重復看到某個信號卻不給獎勵時,原來學到的反應會暫時減弱,這叫“消退”。但如果我們只在學完之后再次經歷獎勵本身,會發生什么?這個問題還不太清楚。
研究人員先讓果蠅學會把某種氣味和蔗糖獎勵聯系起來,三小時后再讓它們單獨接觸蔗糖(不再配氣味)。結果發現,果蠅之后對那個學過的氣味不再那么感興趣了,這種效果在訓練后6小時甚至27小時都存在。無論再接觸蔗糖的時間是短是長,效果差不多;而且即使等一天、等記憶已經穩定了再給蔗糖,也會削弱記憶。但如果在學習前就給蔗糖,則完全沒影響,說明關鍵在于“學完之后再嘗到獎勵”。
進一步測試發現,果蠅不是變得更喜歡原來的“無關氣味”,而是真的對“有獎勵關聯的氣味”失去了興趣。而且,如果換成普通食物或者一種只有甜味但沒熱量的糖,就不會削弱記憶。這說明,只有重新嘗到當初訓練時用的那種特定獎勵,才會讓記憶變弱。
更有趣的是,如果果蠅先后學會了兩種不同氣味都和同一個蔗糖獎勵有關,那么只要再嘗一次蔗糖,對這兩種氣味的記憶都會同時減弱。
總之,學完之后單獨再體驗一次當初的獎勵,會特異性地“抹淡”所有跟這個獎勵有關的記憶。
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圖二 再暴露引起的記憶貶值并未破壞糖記憶的神經痕跡
當果蠅在訓練后單獨再次接觸獎勵(蔗糖)時,它們表現出的記憶減弱,可能有兩種原因:一是記憶本身的“痕跡”被抹去了,二是有其他腦回路干擾了記憶的表達。
過去研究發現,果蠅在訓練后2小時形成的獎賞記憶,體現在特定腦區中負責回避行為的神經元對氣味的反應減弱,也就是說,與獎勵關聯的氣味不再引發強烈的回避信號。
為了檢驗這種神經層面的記憶痕跡在蔗糖再暴露后是否還存在,研究人員在這些神經元中表達了鈣信號指示劑用來監測它們對氣味的反應。實驗分為三組:正常訓練組、假訓練組(只聞氣味不給糖)以及訓練后再單獨接觸蔗糖的組。
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行為測試顯示,正常訓練的果蠅會偏好CS+氣味,但再接觸蔗糖后,這種偏好明顯減弱。然而,在神經活動記錄中,即使再接觸了蔗糖,果蠅大腦中對CS+和CS?的反應仍然存在差異,CS+引起的神經活動依然低于CS?,這正是原始記憶痕跡的標志。
雖然蔗糖再暴露讓整體神經反應略有升高且行為上記憶表現下降,但關鍵的“CS+ vs CS?”差異仍然保留。這說明,再暴露并沒有真正抹掉記憶的神經基礎,而是通過其他機制(比如抑制或覆蓋)暫時壓制了記憶的表達。
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圖三 記憶貶值受情境調控
人們早就知道,環境線索會影響記憶的提取。但記憶更新過程是否依賴于情境信息,還不清楚。
在標準實驗中,果蠅訓練后在飼養管里單獨再接觸蔗糖(US)會導致記憶表現下降。但在另一些實驗中,如果在T型迷宮里進行第二次訓練(即再次將氣味與蔗糖配對),第一次學到的記憶卻不受影響。這引發了一個問題:這種差異是因為新學習本身,還是因為再暴露時所處的環境不同?
為弄清這一點,研究人員讓果蠅在訓練3小時后,分別在T型迷宮訓練室或普通飼養管中單獨接觸蔗糖。結果發現:在T型迷宮中再接觸蔗糖,記憶完好無損;而在飼養管中再接觸,則記憶明顯減弱。這說明,在“訓練發生的地方”再體驗獎勵,能防止記憶被削弱。
但有趣的是,當把整個訓練過程改到飼養管中進行(即訓練和再暴露都在同一環境),記憶依然會被削弱。這表明,保護記憶的情境線索并非來自“訓練時的地點”,而是另有來源。
進一步實驗發現,如果用人工激活多巴胺神經元(PAM-DANs)來模擬US的作用,由此引發的記憶削弱則完全不受情境影響,無論在哪激活,記憶都會下降。
此外,研究者還測試了“新學習”是否能阻止記憶貶值。他們讓果蠅在飼養管中再接觸蔗糖的同時,將其與一個全新氣味配對(形成新記憶)。結果發現,原來的記憶沒有被削弱。這說明,只要再暴露US時伴隨著新學習,就能保護舊記憶。
總結來說,US引發的記憶重新評估并非自動發生,而是受到再暴露時情境和認知狀態的調控:在熟悉的行為測試環境(如T迷宮)中、或在形成新關聯時,舊記憶會被保留;而在普通環境中單獨重溫獎勵,則會削弱記憶。
總結
研究表明,僅重新接觸獎勵本身就能削弱多個與之關聯的嗅覺記憶。這種記憶貶值具有獎勵特異性并且不依賴于已知的主動遺忘通路。作者還發現,情境信息和新學習的內容會限制這種記憶貶值的發生,表明已習得的信息與特定記憶的再評估之間存在復雜的相互作用。
文章來源
https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.11.058
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