科技神经网络控制长期记忆

Posted 2021-04-26 中国国际教育电视台

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神经元。图片来源：stock image

一个多机构研究团队发现，在记忆巩固过程中，至少有两个不同的大脑网络——兴奋性网络和抑制性网络——产生了两个不同的过程。兴奋性神经元参与创建记忆痕迹，抑制性神经元屏蔽背景噪音，从而使得长期学习发生。

加拿大麦吉尔大学教授Nahum Sonenberg、Arkady Khoutorsky，蒙特利尔大学教授Jean-Claude Lacaille和以色列海法大学教授Kobi Rosenblum共同领导的研究组近日在《自然》杂志发表论文称，每个神经元系统都可以被选择性地操纵以控制长期记忆。这项研究回答了一个长期存在的问题，即哪些神经元亚型参与了记忆巩固，它对于治疗阿尔茨海默病和自闭症等涉及记忆过程改变的疾病具有潜在影响。

只持续几个小时的短期记忆是如何转化为可能持续几年的长期记忆的呢？几十年前，人们就已经知道，这个被称为记忆巩固的过程需要脑细胞中合成新的蛋白质。但在此之前，人们还不知道哪些神经元亚型参与了这一过程。

为了确定哪些神经网络在记忆巩固中是必不可少的，研究人员在转基因小鼠特定类型的神经元中操纵一种特殊的分子通路——eIF2α基因。这条通路在控制长期记忆的形成和调控神经元中蛋白质的合成方面发挥了关键作用。此外，早期研究已经确定eIF2α基因对于神经发育和神经退行性疾病至关重要。

“我们发现利用eIF2α基因在海马体兴奋性神经元中刺激蛋白质合成，足以增强记忆的形成和突触的修饰。突触是神经元之间的通讯部位。”Rosenblum说。

然而，有趣的是，“我们还发现，通过eIF2α基因在一类抑制性神经元（生长抑素中间神经元）中刺激蛋白质合成，也足以通过调节神经元连接的可塑性增强长期记忆。”Lacaille说。

Sonenberg实验室的副研究员、该论文的第一作者Vijendra Sharma补充说：“能够证明这些新的参与者——抑制性神经元——在记忆巩固中发挥了重要作用是一件很有趣的事情。在此之前，人们一直认为eIF2α通路通过兴奋性神经元调节记忆。”

“这些新的发现确定了抑制神经元中的蛋白质合成，特别是生长抑素细胞，可以成为治疗和干预阿尔茨海默病和自闭症的新目标。”Sonenberg总结道，“我们希望这将有助于为那些患有包括记忆缺陷在内的疾病的人，设计预防和治疗方法。”