Selective memory generalization by spatial patterning of protein synthesis.
Selective memory generalization by spatial patterning of protein synthesis.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2014.02.028
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发表时间：
2014-04-16
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Sejnowski TJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
O'Donnell C;Sejnowski TJ
蛋白质合成对于持续性突触可塑性和长期记忆都至关重要。从头蛋白质表达可局限于群体中的特定神经元，以及单个神经元内的特定树突。尽管这种现象普遍存在，但空间蛋白质调节对学习的功能益处尚不清楚。我们利用计算模型来研究这一问题。我们发现，空间模式化的蛋白质合成能够使一些记忆选择性巩固，而另一些记忆被遗忘，即使对于由相同神经群体所表征的同时发生的事件也是如此。调节选择性的关键因素包括树突上突触的功能性聚类，以及电路层面神经活动模式的稀疏性和重叠性。基于这些发现，我们提出了一个新颖的两步模型，用于解释快速眼动睡眠和慢波睡眠期间的选择性记忆泛化。我们提出的模式匹配框架可能广泛适用于整个皮质和海马体的空间蛋白质信号传导。
Protein synthesis is crucial for both persistent synaptic plasticity and long-term memory. De novo protein expression can be restricted to specific neurons within a population, and to specific dendrites within a single neuron. Despite its ubiquity, the functional benefits of spatial protein regulation for learning are unknown. We used computational modeling to study this problem. We found that spatially patterned protein synthesis can enable selective consolidation of some memories but forgetting of others, even for simultaneous events that are represented by the same neural population. Key factors regulating selectivity include the functional clustering of synapses on dendrites, and the sparsity and overlap of neural activity patterns at the circuit level. Based on these findings we proposed a novel two-step model for selective memory generalization during REM and slow-wave sleep. The pattern-matching framework we propose may be broadly applicable to spatial protein signaling throughout cortex and hippocampus.
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