A specific memory is thought to be

A specific memory is thought to be encoded by a sparse population of neurons1, 2. These neurons can be tagged during learning for subsequent identification3 and manipulation4, 5, 6. Moreover, their ablation or inactivation results in reduced memory expression, suggesting their necessity in mnemonic processes. However, the question of sufficiency remains: it is unclear whether it is possible to elicit the behavioural output of a specific memory by directly activating a population of neurons that was active during learning. Here we show in mice that optogenetic reactivation of hippocampal neurons activated during fear conditioning is sufficient to induce freezing behaviour. We labelled a population of hippocampal dentate gyrus neurons activated during fear learning with channelrhodopsin-2 (ChR2)7, 8 and later optically reactivated these neurons in a different context. The mice showed increased freezing only upon light stimulation, indicating light-induced fear memory recall. This freezing was not detected in non-fear-conditioned mice expressing ChR2 in a similar proportion of cells, nor in fear-conditioned mice with cells labelled by enhanced yellow fluorescent protein instead of ChR2. Finally, activation of cells labelled in a context not associated with fear did not evoke freezing in mice that were previously fear conditioned in a different context, suggesting that light-induced fear memory recall is context specific. Together, our findings indicate that activating a sparse but specific ensemble of hippocampal neurons that contribute to a memory engram is sufficient for the recall of that memory. Moreover, our experimental approach offers a general method of mapping cellular populations bearing memory engrams.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

หน่วยความจำเฉพาะเป็นความคิดที่ถูกเข้ารหัส โดย neurons1, 2 ประชากรเบาบาง Neurons เหล่านี้สามารถถูกแท็กในระหว่างการเรียนรู้ต่อมา identification3 และ manipulation4, 5, 6 นอกจากนี้ การจี้หรือยกเลิกการเรียกผลในนิพจน์หน่วยความจำลดลง การแนะนำของพวกเขาความจำเป็นในกระบวนการ mnemonic อย่างไรก็ตาม ยังคงเป็นคำถามที่พอเพียง: เป็นที่ชัดเจนว่าเป็นไปได้เพื่อให้ได้รับผลผลิตพฤติกรรมของหน่วยความจำเฉพาะ โดยตรงเรียกใช้ประชากรของ neurons ที่ใช้งานอยู่ในระหว่างเรียน ที่นี่เราแสดงในหนูที่ optogenetic เปิดใช้งานใหม่ของ hippocampal neurons ที่เรียกใช้ในระหว่างความกลัว นี่เพียงพอที่จะก่อให้เกิดพฤติกรรมตรึง เรา labelled ประชากรของ hippocampal dentate gyrus neurons เรียกระหว่างกลัวเรียนกับ channelrhodopsin-2 (ChR2) 7, 8 และหลังเปิดใช้อีกครั้ง optically neurons เหล่านี้ในบริบทที่แตกต่างกัน หนูที่พบเพิ่มขึ้นแช่แข็งเฉพาะเมื่อมีการกระตุ้นแสง แสดงความกลัวที่เกิดจากแสงเรียกคืนหน่วยความจำ จุดเยือกแข็งนี้ไม่พบในหนูที่ไม่ใช่กลัวปรับอากาศแสดง ChR2 ในสัดส่วนที่คล้ายกันของเซลล์ หรือ ในปรับอากาศกลัวหนูมัน โดยเพิ่มโปรตีนเรืองแสงสีเหลืองแทน ChR2 เซลล์ สุดท้าย เปิดใช้งานของเซลล์ในบริบทที่ไม่สัมพันธ์กับความกลัวมันไม่ไม่เรามอบให้แช่แข็งในหนูที่เคยกลัวปรับอากาศในบริบทที่แตกต่าง แนะนำว่า ความกลัวที่เกิดจากแสงเรียกคืนหน่วยความจำเฉพาะบริบท กัน เราค้นพบระบุว่า เปิดวงดนตรีเบา แต่เฉพาะของ neurons hippocampal engram หน่วยความจำที่เพียงพอสำหรับการเรียกคืนหน่วยความจำ นอกจากนี้ วิธีการทดลองของเรามีวิธีการแมปเรืองจำ engrams ประชากรโทรศัพท์มือถือทั่วไป

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

หน่วยความจำที่เฉพาะเจาะจงเป็นความคิดที่ถูกเข้ารหัสโดยประชากรเบาบางของ neurons1 2. เซลล์ประสาทเหล่านี้สามารถติดแท็กในช่วงการเรียนรู้สำหรับ identification3 ตามมาและ manipulation4, 5, 6 นอกจากนี้การระเหยของพวกเขาหรือผลการใช้งานในการแสดงออกของหน่วยความจำลดลงแสดงให้เห็นความจำเป็นของพวกเขาใน กระบวนการช่วยในการจำ แต่คำถามของความพอเพียงยังคง: มันก็ไม่มีความชัดเจนว่าจะเป็นไปได้ที่จะล้วงเอาท์พุทพฤติกรรมของหน่วยความจำโดยเฉพาะประชากรการเปิดใช้งานโดยตรงของเซลล์ประสาทที่กำลังทำงานอยู่ในช่วงการเรียนรู้ ที่นี่เราแสดงในหนูที่เปิดใช้ optogenetic ของเซลล์ประสาท hippocampal เปิดใช้งานในระหว่างเครื่องกลัวจะเพียงพอที่จะทำให้เกิดพฤติกรรมการแช่แข็ง เราตราหน้าว่าเป็นประชากรของเซลล์ประสาท dentate gyrus hippocampal เปิดใช้งานในระหว่างการเรียนรู้ด้วยความกลัว channelrhodopsin-2 (ChR2) 7, 8 และต่อมาเปิดใช้สายตาเซลล์ประสาทเหล่านี้ในบริบทที่แตกต่าง หนูพบว่าการแช่แข็งเพิ่มขึ้นเพียงเมื่อกระตุ้นแสงแสดงให้เห็นหน่วยความจำเรียกคืนความกลัวแสงที่เกิดขึ้น แช่แข็งนี้ไม่ได้ถูกตรวจพบในหนูที่ไม่กลัวปรับอากาศแสดง ChR2 ในสัดส่วนที่ใกล้เคียงของเซลล์หรือในหนูกลัวปรับอากาศพร้อมติดป้ายเซลล์โดยการเพิ่มโปรตีนเรืองแสงสีเหลืองแทน ChR2 สุดท้ายกระตุ้นการทำงานของเซลล์ที่มีข้อความในบริบทที่ไม่เกี่ยวข้องกับความกลัวไม่ได้ทำให้เกิดการแช่แข็งในหนูที่ได้รับก่อนหน้านี้กลัวปรับอากาศในบริบทที่แตกต่างกันชี้ให้เห็นว่าการเรียกคืนหน่วยความจำความกลัวแสงเหนี่ยวนำให้เกิดเป็นบริบทที่เฉพาะเจาะจง ร่วมกันค้นพบของเราแสดงให้เห็นว่าการเปิดใช้งานชุดเบาบาง แต่เฉพาะของเซลล์ประสาท hippocampal ที่นำไปสู่​​เอ็นแกรมหน่วยความจำเพียงพอสำหรับการเรียกคืนหน่วยความจำที่ นอกจากนี้วิธีการทดลองของเรามีวิธีการทั่วไปของการทำแผนที่ประชากรโทรศัพท์มือถือแบริ่งเอ็นแกรมหน่วยความจำ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความทรงจำที่เฉพาะเจาะจงคือความคิดที่จะเข้ารหัสโดยประชากรเบาบางของ neurons1 2 เซลล์ประสาทเหล่านี้สามารถติดแท็กในระหว่างการเรียนรู้ และตามมา identification3 manipulation4 , 5 , 6 นอกจากนี้ การใช้งานของพวกเขาหรือผลลัพธ์ในการลดหน่วยความจำการแสดงออก แนะนำความจำเป็นในกระบวนการตัวย่อ แต่คำถามที่ยังคง : ความพอเพียงมันยังไม่ชัดเจนว่ามันเป็นไปได้ที่จะกระตุ้นผลผลิต พฤติกรรมของความทรงจำที่เฉพาะเจาะจงโดยตรงกระตุ้นประชากรประสาทที่ใช้ในการเรียนรู้ ที่นี่เราแสดงในหนูที่โตเจเนติคของน้ำหนักระหว่างเซลล์ประสาททำงานอีกครั้งกลัวปรับอากาศจะเพียงพอที่จะทำให้เกิดการแช่แข็งพฤติกรรมเราว่าประชากรของฮิปโปแคมปัส dentate กิราสใช้งานได้ในระหว่างเรียนด้วยประสาทกลัว channelrhodopsin-2 ( chr2 ) 7 , 8 และต่อมาด้านข้างใช้เซลล์ประสาทเหล่านี้ในบริบทที่แตกต่างกัน หนูจะพบเพิ่มขึ้นเมื่อการกระตุ้นด้วยแสง ซึ่งแสงจากความกลัวการเรียกคืนความทรงจำเย็นนี้ไม่พบในเว็บไซด์ ไม่กลัวหนูแสดง chr2 ในสัดส่วนที่คล้ายคลึงกันของเซลล์ หรือกลัวเป็นหนูกับเซลล์ชื่อ โดยเพิ่มโปรตีนเรืองแสงสีเหลืองแทน chr2 . ในที่สุด การกระตุ้นเซลล์ที่มีข้อความในบริบทที่ไม่สัมพันธ์กับความกลัวไม่ได้ทำให้จุดเยือกแข็งในหนูที่เคยกลัวปรับอากาศ ในบริบทที่แตกต่างกันบอกว่ากลัวแสงที่มีความจำเป็นบริบทที่เฉพาะเจาะจง ด้วยกัน การค้นพบของเราบ่งชี้ว่า การเปิดใช้งานเบาบางแต่เฉพาะชุดของเซลล์ประสาทฮิปโปแคมปัสที่สนับสนุนความทรงจำเกี่ยวกุมเพียงพอสำหรับการเรียกคืนหน่วยความจำที่ นอกจากนี้ วิธีการทดลองของเรามีวิธีการทั่วไปของประชากร engrams แผนที่มือถือที่มีหน่วยความจำ