科研专栏
脑科学 | 发现胞外糖衣在长期记忆存储中的重要作用
来源:澳门威利斯人官方网站 时间: 2018-01-04???? 作者: 系统管理员

这篇文章是“脑与智能”2018年的第一篇推送,相信各位读者一定经历了前几天朋友圈中铺天盖地的“那年我18”晒图大赛,泛黄的照片中从不缺少岁月的味道,也必然会勾起我们满满的青春回忆。

今天的故事就是关于长期记忆的。长期以来,记忆被认为是存储在神经元之间的连接——突触上,这带给我们一个很自然的感受,就像是神经元和突触在那里,记忆就不会消失一样。也许从模拟脑的角度出发,这个感受是正确的,但对于一个实实在在的生物体而言,我们的大脑中除了神经元之外还有大量的胶质细胞以及各种各样的蛋白质。那么,在一个生物体中存储记忆,仅靠神经元就足够了吗?

为了探究这个有趣的问题,来自挪威奥斯陆大学的科学家设计了一组实验,发现神经元外的基质分子在长期记忆存储中的重要作用。

该研究的实验对象是小鼠,科学家首先利用恐惧条件反射实验范式建立起小鼠的恐惧记忆,即在光照刺激后给予小鼠轻微的足底电击,小鼠就会因为恐惧而产生“定在那里(freezing)”的行为。连续几次在光照刺激后给予足底电击,小鼠就会建立起光照刺激和足底电击之间的联系,此后,只给小鼠光照刺激,小鼠就会产生freezing行为。

随后,科学家把小鼠分成两组,一组小鼠在次级视觉皮层(V2L)注入了chABC,这种药物可以破坏神经元外由糖衣蛋白组成的网状结构(perineuronal nets, PNNs),如下图中绿色部分所示,另一组小鼠作为对照组(sham injection)。

 

 

科学家在小鼠建立了恐惧记忆后的23天破坏PNNs,并在30天后对小鼠做恐惧记忆测试,发现相比于对照组,实验组小鼠的freezing行为大大减弱,且freezing行为的强度和chABC的强度成负相关,即PNNs被破坏的越严重,freezing行为越弱。

 

 

如果在小鼠建立了恐惧记忆后的2天破坏PNNs,并在8天后对小鼠做恐惧记忆测试,发现实验组小鼠的freezing行为和对照组并无差异。

 

 

科学家进一步测量了小鼠V2L和杏仁核基底外侧复合体(basolateral complex of the amygdala, BLA)神经活动的相关性,发现相比于对照组,实验组小鼠的神经振荡相关性显著的降低了。

 

 

综上,PNNs在长期记忆(一个月)的存储和提取中起到重要的作用,但PNNs的缺失却不影响较短期(一周)的记忆提取。该研究为我们理解长期记忆的存储和提取机制提供了新的视角,为靶向治疗记忆力减退相关的神经疾病(如阿尔兹海默症)提供了新的方向。

 

参考文献:

Elise Holter Thompson, Kristian Kinden Lensjø, Mattis Brænne Wigestrand, Anders Malthe-Sørenssen, Torkel Hafting, Marianne Fyhn. Removal of perineuronal nets disrupts recall of a remote fear memory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2017.

 

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