陈根 都经历了什么?,陈根:从形成记忆到遗忘发生( 二 )


在过去的几十年中 , 神经科学领域最为广泛接受的记忆模型 , 就是首先在海马区形成短期记忆 , 然后转移到前额叶皮层进行长期存储 。
2018年麻省理工学院的一项研究却表示 , 新的记忆会在这两个脑区同时形成 。 正是基于储存特殊记忆的印迹细胞 , 研究人员把这些和记忆相关的基因表达和光敏通道蛋白关联起来 , 这样在相关记忆事件发生时被激活的神经元就会精确地点亮 。 通过这种方法 , 就可以精确展示出那些真正储存着记忆的细胞 。
随后 , 研究人员建立了一种能响应光照的学习细胞的小鼠品系 。 他们将小鼠放在一种特殊的笼子中饲养 , 给它们的脚部轻微的电击 , 让这些小鼠对这个笼子产生恐惧的记忆 。 一天后 , 他们将这些小鼠放回到这个笼子中 , 用激光照亮并激活那些储存了这段记忆的细胞 。
正如期望中那样 , 与短时记忆相关的海马神经元响应了激光的照射 。 意料之外的是 , 一群前额叶皮层的神经元同样做出了响应 。 皮层的细胞几乎立刻产生了关于足部电击的记忆 , 远远早于前期预计的时间 。
同时 , 科学家们注意到 , 尽管这些皮层神经元可以很早地被激光激活 , 却无法在小鼠回到电击发生的笼子后自发兴奋 。 由于它们储存了记忆但是不会对正常的回忆刺激讯号做出响应 。 因此 , 这些细胞也被研究人员称为“沉默的印迹细胞” 。 尽管对于沉默的印迹细胞还有诸多不确定有待探究 , 但其无疑为重拾隐藏记忆提供了一个可期的研究方向 。
于是 , 基于新皮质和海马体 , 人类的记忆得以分类储存和提取 。 从个人文化记忆到国家以及民族文化记忆 , 再到人类文化记忆 , 正因为人类独特的记忆能力 , 文明才得以延续 。
遗忘是如何发生的?
随着记忆研究进入到生活和临床应用 , 人们对遗忘的研究也有了更多的关注 , 而遗忘又是如何发生的?
大量研究已经证实 , 记忆在海马中提取的主要途径 , 是通过编码这些记忆信息的记忆印迹细胞的激活 。 然而 , 在小鼠记忆遗忘行为学模型中 , 通过标记记忆印迹细胞 , 研究人员发现 , 遗忘的同时也伴随着印迹细胞的激活率的下降 。
今年2月一份发表在科学杂志上的研究 , 就针对印迹细胞激活率的下降 , 首次发现用于免疫的小胶质细胞通过清除突触而引起记忆遗忘 。 该研究进一步发现补体信号通路参与了小胶质细胞介导的遗忘 , 并且依赖于记忆印迹细胞的活动 。
由血液中的单核细胞演化而来的小胶质细胞 , 是中枢神经系统内特殊的免疫细胞 , 也是神经炎症的主要调节因素之一 , 在生理学上对宿主防御和组织修复至关重要 。
此外 , 小胶质细胞作为中枢神经系统的吞噬细胞 , 能够有效监视大脑中病原体及脑内细胞碎片 , 并自发性地提供维持脑组织平衡的因子 。 小胶质细胞可以在神经元回路以及可塑性方面起到重要作用 , 也可以促进神经突触的保护和修复 。 在某种程度上 , 小胶质细胞可以释放一系列神经营养因子 , 促进神经元突触保护和重塑作用 , 其中神经营养因子有助于记忆的形成及神经功能的恢复 。
陈根 都经历了什么?,陈根:从形成记忆到遗忘发生
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当研究人员特异性地清除了脑内的小胶质细胞 , 发现不仅遗忘被抑制了 , 同时印迹细胞的重新激活率的下降也被抑制了 。
通过高分辨率成像 , 研究人员发现海马的小胶质细胞中存在着神经元突触的成分 , 并且与小胶质细胞中的溶酶体共定位 。 这意味着 , 成年海马中的小胶质细胞仍然具有吞噬突触结构的能力 。
当用米诺环素抑制小胶质细胞的吞噬作用时 , 遗忘被阻断 。 与此同时 , 研究人员发现印迹细胞的一些树突棘上出现补体信号通路分子Clq的共定位 , 并且C1q与突触成分均存在于小胶质细胞溶酶体中 , 提示补体途径可能介导了小胶质细胞对印迹细胞突触的清除 。