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(相關(guān)資料圖)
大腦中有什么在起作用(大腦中的免疫細(xì)胞在起作用)
記憶被稱(chēng)為智慧之母，我們大腦最重要的功能之一就是記憶。然而，困擾我們的是，很多本該留下的記憶，卻常常被遺忘。遺忘是如何發(fā)生的？浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院顧彥研究員課題組和王朗副研究員課題組對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了三年多的研究。首次發(fā)現(xiàn)大腦中一種用于免疫的細(xì)胞可以通過(guò)清除突觸引起記憶遺忘。研究小組還發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)體信號(hào)通路(注:就像獵人的小狗一樣，它“導(dǎo)航”這個(gè)細(xì)胞以清除突觸)參與了這種細(xì)胞介導(dǎo)的遺忘。
這項(xiàng)研究于北京時(shí)間2月7日在線發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《科學(xué)》上。
以前的研究集中在記憶上。
被遺忘的研究已經(jīng)被“遺忘”
研究員顧彥向我們?cè)敿?xì)介紹了這一發(fā)現(xiàn)。他說(shuō)，在人腦中，位于丘腦和內(nèi)側(cè)顳葉之間的海馬體是負(fù)責(zé)記憶編碼和存儲(chǔ)的重要大腦區(qū)域。在這里，記憶信息被編碼在一些神經(jīng)元中，這些神經(jīng)元被稱(chēng)為記憶印記細(xì)胞。研究人員發(fā)現(xiàn)，印記細(xì)胞的重新激活是記憶提取的“引擎”，印記細(xì)胞之間的突觸連接是記憶儲(chǔ)存的“倉(cāng)庫(kù)”。
記憶和遺忘就像一枚硬幣的兩面，不可分割。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，研究者對(duì)人腦記憶的產(chǎn)生、存儲(chǔ)和提取一直表現(xiàn)出濃厚的興趣，研究也比較深入，但對(duì)遺忘現(xiàn)象關(guān)注不多。即使討論記憶喪失的原因，我們通常也是從記憶儲(chǔ)存和提取過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的角度來(lái)考慮的。
海馬體中的記憶是如何隨時(shí)間而消退的？這個(gè)問(wèn)題在科學(xué)界還沒(méi)有得到充分的研究。被遺忘的“遺忘”。但是，顧彥對(duì)這個(gè)問(wèn)題很好奇。他開(kāi)玩笑說(shuō)，“我記憶力很差，所以對(duì)遺忘的研究很感興趣。”
他們通過(guò)了小鼠記憶遺忘實(shí)驗(yàn)。
做類(lèi)似“偵探工作”的研究
如何算出保留了多少記憶？研究小組通過(guò)小鼠記憶遺忘實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究。研究人員在一個(gè)場(chǎng)景中對(duì)老鼠實(shí)施電擊，讓老鼠建立對(duì)這個(gè)環(huán)境的記憶。35天后，讓被電擊的老鼠再次回到這個(gè)場(chǎng)景，看看老鼠會(huì)不會(huì)回憶起電擊的痛苦，然后表現(xiàn)出恐懼。
“這個(gè)范式原本是用來(lái)檢測(cè)恐懼記憶的，但從另一個(gè)角度來(lái)看，它是遺忘。”顧燕介紹，正常的老鼠總是對(duì)環(huán)境好奇，四處活動(dòng)，但如果有恐懼記憶，就會(huì)因?yàn)榭謶侄粼谀抢铩！拔覀儗⑼ㄟ^(guò)計(jì)算老鼠在單位時(shí)間內(nèi)休息的時(shí)間來(lái)衡量老鼠記憶的保持力。”
通過(guò)在老鼠身上的實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)記憶會(huì)隨著時(shí)間的推移而消失。通過(guò)標(biāo)記記憶印記細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)遺忘伴隨著印記細(xì)胞激活率的降低。那么是什么原因?qū)е掠≯E細(xì)胞激活率下降的呢？研究人員關(guān)注小膠質(zhì)細(xì)胞，大腦中的另一種細(xì)胞。
小膠質(zhì)細(xì)胞約占腦細(xì)胞總數(shù)的10-15%。科學(xué)家已經(jīng)明確，小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要免疫細(xì)胞。當(dāng)大腦受到損傷和感染，細(xì)菌或其他微生物進(jìn)入時(shí)，小膠質(zhì)細(xì)胞作為重要的“防御者”，負(fù)責(zé)“抵御和殺傷敵人”。越來(lái)越多的研究表明，小膠質(zhì)細(xì)胞不僅參與神經(jīng)系統(tǒng)的免疫調(diào)節(jié)，而且在調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、神經(jīng)元活動(dòng)和神經(jīng)回路功能方面發(fā)揮著重要作用。
研究人員專(zhuān)門(mén)去除了大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)不僅遺忘被抑制，印跡細(xì)胞再激活率的下降也被抑制。“這個(gè)發(fā)現(xiàn)其實(shí)很偶然。我們對(duì)去除小膠質(zhì)細(xì)胞的小鼠進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，包括記憶的形成和提取、焦慮等。，但結(jié)果對(duì)記憶遺忘有顯著影響。”去除小膠質(zhì)細(xì)胞的小鼠恐懼反應(yīng)比對(duì)照組更明顯，休息時(shí)間是對(duì)照組的兩倍多。因此，研究小組繼續(xù)進(jìn)行深入實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)去除小膠質(zhì)細(xì)胞后，記憶印記細(xì)胞的激活不再明顯下降。
顯然，小膠質(zhì)細(xì)胞影響了記憶印記細(xì)胞的激活，導(dǎo)致了遺忘。那么，它們是如何導(dǎo)致印跡細(xì)胞激活率下降的呢？是通過(guò)破壞記憶印記細(xì)胞間的信息傳遞？以往的研究表明，小膠質(zhì)細(xì)胞可以消除嬰兒大腦發(fā)育中過(guò)多的突觸，調(diào)節(jié)神經(jīng)元之間突觸連接的動(dòng)態(tài)變化。那么小膠質(zhì)細(xì)胞在成人大腦中也有同樣的功能嗎？
因此，研究人員繼續(xù)破案。通過(guò)免疫染色和高分辨率成像，他們發(fā)現(xiàn)成年海馬體中的小膠質(zhì)細(xì)胞具有“吃掉”突觸結(jié)構(gòu)的能力。當(dāng)小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬功能受到抑制時(shí)，記憶的遺忘作用明顯受阻。這些結(jié)果表明，小膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)“吃掉”突觸來(lái)介導(dǎo)健忘癥。
從分子機(jī)制的“導(dǎo)航”開(kāi)始
讓小膠質(zhì)細(xì)胞成為記憶信息“拆遷隊(duì)”
研究人員還發(fā)現(xiàn)，記憶是在這條由印記細(xì)胞組成的“高速公路”上被激活和傳遞的，其中記憶印記細(xì)胞之間的突觸不僅是高速公路之間的“橋梁”，也是儲(chǔ)存記憶的“倉(cāng)庫(kù)”。小膠質(zhì)細(xì)胞就像“拆遷隊(duì)”。當(dāng)“橋”被拆掉后，存儲(chǔ)在其中的記憶信息無(wú)法傳遞，最終導(dǎo)致記憶遺忘。
那么是什么具體的分子機(jī)制讓原本是大腦“ *** ”的“捍衛(wèi)者”小膠質(zhì)細(xì)胞變成了“拆遷隊(duì)”？他們發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體信號(hào)通路可能通過(guò)小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)記憶印記細(xì)胞中突觸的清除。阻斷印跡細(xì)胞內(nèi)補(bǔ)體信號(hào)通路，可以有效抑制記憶的遺忘和印跡細(xì)胞激活率的降低。補(bǔ)體信號(hào)通路就像獵人的小狗，尋找并標(biāo)記記憶印記細(xì)胞的一些突觸，這樣小膠質(zhì)細(xì)胞就像有了導(dǎo)航地圖，可以瞄準(zhǔn)目標(biāo)進(jìn)行攻擊，同時(shí)進(jìn)食。
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