让我们记忆长存的秘密:一种分子“胶水”

一项新的研究揭示了大脑中一种特定分子在维持长期记忆中所起的作用。
有些记忆会持续一生 —— 现在,科学家们发现了一种分子“胶水”,可以帮助这些记忆留在你身边。
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当大脑中一个叫做海马体的区域的神经元集合对特定的经历做出反应时,记忆就形成了。每次你回忆起那段经历,同样的一组细胞就会被激活。当一个神经元反复激活另一个神经元时,这些神经元之间的联系就会加强。
随着时间的推移,海马体中的这一过程,以及大脑其他区域的相关活动,会将短期记忆固化为长期记忆。
为了维持这些长期记忆,脑细胞制造蛋白质,帮助加强神经元之间的连接,或突触。一种关键的蛋白质是PKMzeta酶,它是由神经元不断产生的。然而,一个悬而未决的问题是,这种酶是如何“知道”去到正确的突触,以确保某些记忆永远留在我们身边的。
在一项新的研究中,科学家们认为他们已经找到了答案:一种名为KIBRA的未被发现的分子将酶粘在强突触上,并在酶降解时召唤新的PKMzeta来取代酶。研究人员于6月26日在《科学进展》杂志上发表了他们的研究结果。
先前对人类的研究表明,不同版本的KIBRA分子与记忆表现的差异有关,或好或坏。KIBRA也已知与小鼠海马体中的PKMzeta酶相互作用。因此,这项新研究背后的科学家决定进一步研究这种相互作用。
在实验室实验中,研究小组调查了阻断KIBRA和PKMzeta之间的相互作用是否会影响小鼠在长期记忆测试中的表现。这些测试包括观察老鼠是否能记住避免进入它们之前被电击过的区域。
阻断KIBRA和PKMzeta之间的相互作用,会损害小鼠的长期空间记忆 —— 换句话说,它们避开休克区的能力。
在另一项实验中,当KIBRA-PKMzeta相互作用不受干扰时,研究小组发现,即使PKMzeta如预期的那样降解,海马体中也会形成新的KIBRA和PKMzeta复合物。这反过来又帮助老鼠保持了一个月对电击区的记忆。
该团队的早期工作表明,如果研究人员增加啮齿动物大脑中PKMzeta的数量,它似乎可以增强随着时间流逝而褪色的弱长期记忆。这一发现最初让科学家们感到惊讶,因为研究小组预计PKMzeta会随机增强突触的强度,而不是专门作用于那些与长期记忆有关的突触。
相反,新的发现表明KIBRA就像一种“胶水”,粘在这些强突触上,并引导PKMzeta到达它们,这可以解释这种现象。
这项研究还处于起步阶段。然而,最终,有可能有一天利用这些知识来治疗导致记忆丧失的脑部疾病,如阿尔茨海默病,该研究的资深作者之一、纽约大学神经科学教授安德烈·芬顿说。这种治疗方法可以通过使用KIBRA将PKMzeta或类似的分子输送到受损的突触中来实现。
然而,对于像阿尔茨海默氏症这样的神经退行性疾病,这种情况会损害并最终杀死大脑中的神经元。这意味着,理论上,这种疗法只会在仍有突触有待增强的情况下有效。
目前,还需要更多的研究来了解PKMzeta和KIBRA之间的相互作用,是如何转化为人们的记忆体验的。
芬顿说:“我们还有很长的路要走,才能把这些分子的描述转化为我们所珍惜的经验,也就是我们所说的记忆、信念、意图等等。”
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