研究人員最新研究或改變人們理解記憶的方式

　　貝勒醫學院研究人員的一項研究可能會改變我們理解記憶的方式。到目前為止，記憶一直被解釋為神經元的活動，神經元對學習事件做出反應，并控制記憶回憶。貝勒大學的研究小組擴展了這一理論，他們的研究包括對小鼠的研究，表明大腦中被稱為星形細胞（LAA）的非神經元細胞類型也儲存記憶，學習相關星形細胞（LAA）集合體與被稱為記憶印記的神經元群協同工作，以調節記憶的存儲和檢索。

　　這項研究更全面地揭示了參與其中的參與者，以及在記憶形成和回憶過程中大腦中發生的活動。此外，它可能為研究與記憶喪失相關的人類疾病（如阿爾茨海默病）以及諸如創傷后應激障礙（其中記憶反復出現且難以抑制）等病癥提供新的視角。

　　“這些發現說明了星形膠質細胞在記憶中的作用的本質，”Benjamin Deneen博士說。

　　Deneen是該團隊在《自然》雜志上發表的論文的通訊作者，題為“Learning-associated astrocyte ensembles regulate memory recall”，他們在論文中報告說，“總的來說，我們的研究確定了LAAs是學習經驗適應性反應的關鍵組成部分，在電路可塑性和記憶回憶過程中調節信息流。”

　　作者寫道，記憶形成和回憶的物理表現是尚未解決的基本問題。“在細胞水平上，被稱為印痕的神經元集合被學習事件激活，并控制記憶回憶。”Deneen進一步評論說：“普遍的觀點是，記憶的形成和回憶只涉及由某些經歷激活的神經元印痕，并保持和檢索記憶。”

　　星形膠質細胞靠近神經元，參與一系列支持神經傳遞和回路可塑性的活動。“此外，星形膠質細胞表現出經驗依賴的可塑性，在這種可塑性中，它們的激活狀態、轉錄反應和功能特性是根據環境刺激和內部狀態調整的，”科學家們說。

　　“我們的實驗室在研究星形膠質細胞及其與神經元的相互作用方面有著悠久的歷史，”Deneen補充說。“我們發現，這些細胞在物理上和功能上都相互密切作用，這對正常的大腦功能至關重要。然而，星形膠質細胞在記憶存儲和提取中的作用以前還沒有被研究過。”

　　在他們最新報告的研究中，研究人員首先開發了一套全新的實驗室工具來識別和研究與記憶腦回路相關的星形膠質細胞的活動。

　　一個典型的實驗包括：首先，讓小鼠在暴露于特定情況后感到恐懼和“凍結”。當小鼠在一段時間后被放回到同樣的環境中時，它們會因為記得而凍結。如果把同樣的老鼠放在不同的環境中，它們不會僵住，因為這不是它們習慣于感到恐懼的原始環境。

　　“通過對這些小鼠和我們新的實驗室工具的研究，我們能夠證明星形膠質細胞確實在記憶回憶中發揮作用，”共同第一作者、Deneen實驗室的博士后研究員Wookbong Kwon博士說。

　　研究人員表明，在學習過程中，如恐懼條件反射，大腦中的星形膠質細胞子集表達c-Fos基因。表達c-Fos的星形膠質細胞隨后調節該腦區域的電路功能。

　　“表達c -fos的星形膠質細胞在物理上與印痕神經元接近，此外，我們發現印痕神經元和物理上相關的星形膠質細胞群在功能上也有聯系。星形膠質細胞集合的激活特別刺激突觸活動或相應神經元印記中的通信……這種星形膠質細胞-神經元的通信是雙向的；星形膠質細胞和神經元相互依賴。”

　　當小鼠處于一個與恐懼無關的環境時，它們不會凍結。然而，“當這些小鼠在非恐懼環境中被激活星形膠質細胞集合時，動物就會凍結，這表明星形膠質細胞的激活刺激了記憶的回憶。”在評論他們的觀察結果時，作者進一步指出：“總的來說，這些結果表明，之前在恐懼學習期間被激活的海馬星形膠質細胞群的選擇性再激活足以引發記憶回憶。”

　　為了更好地理解是什么介導了星形膠質細胞群在記憶中的活動，研究人員研究了NFIA基因。“我們的實驗室以前已經證明，星形細胞NFIA可以調節記憶回路，但它是否在星形細胞的整體中起作用，以協調記憶存儲和回憶，這是未知的。”

　　為了研究恐懼條件反射后NFIA在星形膠質細胞集合中的作用，研究小組開發了一種系統，可以在恐懼條件反射期間選擇性地刪除LAAs中的NFIA。他們發現，被學習事件激活的星形膠質細胞的NFIA蛋白水平升高，在這些星形膠質細胞中阻止NFIA的產生會抑制記憶的回憶。重要的是，這種抑制被發現是記憶特異性的。

　　Kwon說：“當我們刪除在學習事件中活躍的星形膠質細胞中的NFIA基因時，動物無法回憶起與學習事件相關的特定記憶，但它們可以回憶起其他記憶。”作者補充說：“這些發現表明，由于LAAs中NFIA的缺失導致的記憶損傷是與原始恐懼調節事件相關的記憶回憶所特有的，而對其他事件的記憶則保持完整……因此，這些數據表明，星形膠質細胞的獨特集合選擇性地協調了特定記憶的鞏固和回憶。”

　　Deneen說：“這些發現說明了星形膠質細胞在記憶中的作用的本質……與學習相關的星形膠質細胞的集合是特定于學習事件的。”調節恐懼經歷回憶的星形膠質細胞群與參與回憶不同學習經歷的星形膠質細胞群不同，神經元群也不同。”

　　在他們的報告中，作者總結道：“這些發現擴展了星形膠質細胞表現出經驗依賴的可塑性的概念，其中星形膠質細胞的功能被調整到感官或社會經驗，通過說明記憶鞏固和回憶中的新角色……總之，我們的數據確定了LAA集合是一種可塑性的形式，足以激發記憶回憶，并表明星形膠質細胞是印跡的活躍組成部分。”