北京
早上好，我是脑叔，一个爱聊脑的家伙。
1897年，当时生理学家巴甫洛夫首次描述了经典条件反射，即动物和人类在环境的不同方面之间形成关联。他发现狗能被训练到在听到铃声时期待食物而流口水。这一发现成为神经科学和心理学的核心概念，奠定了现代行为学的基础。
记忆的形成，如同编织一张无形的网，将我们的经历与反应紧密相连。长期记忆以相互连接的细胞集合的形式存储在大脑中，称为记忆痕迹。现代神经科学越来越倾向于识别编码身体表征的记忆痕迹，例如感染、炎症、食物摄入和疼痛等体验。
这项研究的实验人员大胆假设，大脑可能形成温度表征的记忆痕迹，并且这些记忆痕迹有助于生物体适应变化的温度。但为了识别这些记忆痕迹，他们首先必须测试是否能够形成冷记忆（对寒冷的记忆）。
在寒冷的环境中，如果你不小心掉进冰冷的湖水里，你的身体会立刻做出反应，比如战栗、血管收缩，代谢率升高以产生热量，这是一种称为适应性产热的代谢调节机制，帮助你在极端寒冷中维持体温。那如果大脑能记住这些寒冷的经历，下次遇到类似情况时，是否就能提前做出反应？
为了验证这一猜想，Ryan 实验室与当时还在都柏林圣三一学院（现于普林斯顿大学）的 Lydia Lynch莉迪亚·林奇教授合作，他们决定不直接观察动物的行为变化，而是将目光投向了代谢这一更直接的指标。毕竟，对于哺乳动物来说，在寒冷环境中增加代谢来产生热量是一种本能反应。
研究的第一步是训练小鼠将4°C的寒冷体验与特定的视觉线索联系起来，这些视觉线索只在特定的寒冷环境中出现。经过几天的训练，当这些视觉线索再次出现时，只不过这次环境温度是室温，小鼠的代谢率却显著提高，它们似乎“预料”到环境会变冷，提前做好了准备。
研究人员发现，小鼠确实能形成冷记忆，并通过这些记忆来调节代谢。随后他们深入研究了这一过程在大脑中的发生机制。利用活动依赖性基因标记，科学家们能够在被称为海马体的脑区中，对编码寒冷记忆的编码细胞进行基因标记。令人惊讶的是，当这些寒冷记忆编码细胞被人工刺激（使用一种称为光遗传学的技术）时，老鼠会增加其新陈代谢以产生热量，就像真的处于寒冷环境中一样。而当这些细胞被抑制时，小鼠就无法对条件化的视觉线索做出反应，无法表达冷记忆，它们的代谢率也不会提高。
这个研究近日发表在《自然》杂志上，文章的首席作者安德烈亚·穆尼奥兹·萨莫拉博士说：“我们发现，当老鼠暴露在寒冷温度下时，它们会形成记忆，这些记忆使它们在预期未来会有寒冷体验时，能够上调身体的代谢。”
林奇教授补充说：“身体温度学习控制的很大一部分似乎是由于棕色脂肪组织——或称棕色脂肪——的活动增加，这种活动可以通过起源于大脑的神经调节来控制。我们的大脑必须从身体对寒冷的体验中学习，然后反馈以控制脂肪细胞对寒冷的反应。”
这项研究不仅让我们对大脑如何处理和利用冷记忆有了更深入的理解，帮助我们理解记忆如何影响行为和情绪，也为未来的治疗开辟了新的可能性。如果人类的冷记忆也能像小鼠一样被操控，那么通过调节冷记忆来治疗代谢相关疾病或许不再是天方夜谭。阿伦·道格拉斯博士，该研究的联合主要作者表示：“未来，操纵人类冷记忆是否能为改变代谢以治疗提供了新的途径，从肥胖到各种癌症等众多临床疾病，可能通过操纵棕色脂肪组织的体温调节来治疗。”
Remembering the cold: Scientists discover how memories control metabolism
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