从分子水平理解记忆

记忆可能是认知研究最广泛的一个方面,它被证明是一个很难解开的过程,因为它对人类经验至关重要。然而,记忆研究的重大发展正在定期发生,尽管它们经常在公众的雷达下,因为它们只是我们仍然无法完全组装的拼图的碎片。无论如何,在这些作品上所做的工作将有一天允许对记忆的理解如此广泛,它将看起来与我们传统的记忆概念几乎没有共同之处。

这项工作的重要份额正在完成斯克里普斯研究所.那里的一组研究人员专注于研究记忆的分子机制。去年,他们开发了一种转基因在特定时间内激活神经元的基因被标记为荧光标记的老鼠。使用这个鼠标,小组展示在学习恐惧反应时使用的神经元也会在回忆时被激活。被激活的神经元数量也与反应的强度相关,表明经验和神经表征之间存在稳定的关系。这部著作有助于阐明……的结构神经网络参与记忆巩固和检索。

研究小组随后将注意力转向长期记忆形成的机制。的受体谷氨酸,中枢神经系统中的主要兴奋性神经递质是必不可少的长期势差(LTP),即突触通讯的增强,被认为是长期记忆形成的基础。它已经提出LTP可能是整合的结果AMPA谷氨酸受体(AMPARs)进入突触并加强。额外的受体会使神经元对谷氨酸更加敏感,从而产生LTP。

研究表明,神经元细胞内的蛋白质合成对巩固记忆也是必要的。因此,这是假设蛋白质在soma在与记忆相关的突触中,AMPARs的插入参与了AMPARs的插入,从而使这些突触的传输速度更快,并提高了记忆回忆的能力。然而,目前尚不清楚的是,这些蛋白质究竟是如何在soma使可塑性只发生在特定的地方突触与内存相关联。

对此过程的流行解释涉及称为Synaptic标记的东西。在这种情况下,神经元刺激导致突触标签的产生,神经元上的一种路标用于吸收可塑性所需的蛋白质(例如涉及形成AMPars的蛋白质)。该标记仅在处理LTP诱导刺激的突录处发生,因此可以解释对特定神经元的记忆本地化。

斯克里普斯研究所的研究人员,Naoki Matsuo, Leon Reijmers和Mark Mayford,再次使用转基因小鼠,这一次探讨突触标记的概念.他们通过基因工程使老鼠表达亚基被称为GluR1的AMPAR,与绿色荧光蛋白融合。他们通过使用强力霉素直到实验。然后,他们将一些老鼠置于一个恐惧调节程序中,在这个程序中,他们学会了将足部电击与特定的环境联系起来。GluR1是AMPARs形成的必要条件。因此,通过观察树突棘可以测量恐惧条件作用后新的AMPAR形成海马大脑切片进行荧光检测。

树突棘是突出的区域吗德德里特,其中突触所在并从收到的其他神经元输入。有三种形态类型:薄,粗糙和蘑菇形。

正如他们所预料的那样,研究人员发现,在经历恐惧条件反射的小鼠海马神经元树突上荧光GluR1亚基的比例增加了。具体来说,在蘑菇状的刺上发现了荧光GluR1,而在其他刺上发现的数量并不显著。这似乎是一种类似于突触标记的机制,在将含有glur1的AMPARs引导到蘑菇刺中发挥作用。

这项研究对于多种原因很重要。理解导致LTP的形态变化是开发内存工作生理模型的必要条件。本研究提供了深入了解这些变化的机制,并使我们对内存过程的理解更加混凝土。此外,导致行为变化导致行为变化的突触修改被认为基于许多人类倾向。因此,在该记忆研究中的成功使用转基因可以为他们使用的基础,用于研究受神经元增强影响的这些其他行为。瘾。

Matsuo,N.,Reijmers,L.,Mayford,M.(2008)。新合成的AMPA受体对学习的脊柱类型特异性招募。科学,319,1104-1107。DOI:10.1126 / science.1149967