沙中客
人的記憶力千差萬別,對同一個事物,比如一首古詩,有人背幾個小時都不夠用,有人讀幾遍就能記下來,而有人幾乎可以過目不忘。盡管人們對影響記憶和遺忘的因素有過很多研究,也得出諸多結論,可始終沒能從內在機制上得到解決。但是最近,科學家們取得了突破性進展。
早期的研究表明,神經(jīng)組織中的小膠質細胞可以通過修剪多余的突觸(神經(jīng)元之間的連接)來幫助大腦發(fā)育,而突觸在記憶的形成與存儲過程中有著重要作用。那么,小膠質細胞是否可以在成人的大腦中修剪突觸?記憶喪失和突觸的消失之間存在怎樣的聯(lián)系?小膠質細胞與記憶是否存在潛在的聯(lián)系?為了解決這些問題,浙江大學醫(yī)學院神經(jīng)科專家谷巖和副研究員王朗等人合作,對破壞了腦中小膠質細胞的小鼠進行了研究。
谷巖團隊通過喂食或直接向腦內注射藥物,破壞小鼠腦中的小膠質細胞,并將它們和正常小鼠分別放入施加了溫和電刺激的籠中。研究發(fā)現(xiàn),當小鼠再次置入籠中時,即使沒有電擊,它們也會因為記憶中的經(jīng)歷而保持靜止不動。有趣的是,正常小鼠這一反應幾周后就消失了,而被剝奪了小膠質細胞的小鼠則維持了更長時間的靜止狀態(tài)。也就是說,它們的記憶保持了更久。而且,失去小膠質細胞的小鼠,參與記憶和學習的大腦海馬體區(qū)域神經(jīng)元被更加頻繁地激活。
進一步研究發(fā)現(xiàn),如果抑制與記憶相關的神經(jīng)元的活性,將會導致小鼠喪失更多的記憶。即遺忘取決于小膠質細胞吞噬突觸的能力和神經(jīng)元的活躍度,并且小膠質細胞參與的突觸清除,是一種遺忘不那么重要的記憶的機制。
然而,在過去幾十年里,科學家們認為新生神經(jīng)元可以建立新的聯(lián)系,并破壞或改變已有的、存儲往日記憶的突觸,使這些記憶更難被想起。于是,國外科學家提出了異議,認為新生神經(jīng)元導致的遺忘與小膠質細胞介導的遺忘可以同時發(fā)生,至少在大腦中那些有神經(jīng)發(fā)生的區(qū)域是這樣。
對此,谷巖團隊又做了比對實驗,對比觀察了海馬體中有神經(jīng)和無神經(jīng)發(fā)生的區(qū)域。研究顯示,小膠質細胞所介導的遺忘在大腦出現(xiàn)的范圍更廣,這意味著小膠質細胞介導可能是一種普遍的遺忘形式,即使在無神經(jīng)發(fā)生的區(qū)域,比如大腦皮層。他們把這一發(fā)現(xiàn)刊登在《科學》雜志上后,立刻引起了科學界的廣泛關注。加拿大多倫多神經(jīng)科學家保羅·弗蘭克蘭表示,這是遺忘機制領域里一個全新類型,它展示了小膠質細胞在健康成人的大腦中可以同時參與突觸形成和消失的過程。
目前,谷巖團隊正在研究小膠質細胞識別突觸的機制,以及這一機制在阿爾茲海默病、自閉癥等神經(jīng)發(fā)育疾病與神經(jīng)退行性疾病中扮演的角色。盡管研究成果表明,免疫系統(tǒng)中的補體系統(tǒng)可能參與了小膠質細胞修剪過程中對突觸的識別,但仍有很多問題尚未得到解決。
不過,從長遠來看,這次的研究將會成為一個全新的、明確的治療神經(jīng)性疾病的靶點。