研究表明：记忆可能储存在神经元膜中

作者：John Katsaras、Charles Patrick Collier 和 Dima Bolmatov，The Conversation

两个神经元之间的空间称为突触。图片来源：OpenStax, CC BY

大脑负责控制人体的大部分活动。它的信息处理能力让你能够学习，它也是你记忆的中心存储库。但是，记忆是如何形成的，它又位于大脑的什么位置呢？

尽管神经科学家已经确定了大脑中储存记忆的不同区域，如位于大脑中部的海马体、位于大脑顶层的新皮质和位于头骨底部的小脑，但他们尚未确定这些区域内参与记忆和学习的具体分子结构。

我们的生物物理学家、物理化学家和材料科学家团队的研究表明，记忆可能位于神经元的膜中。这项研究成果发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）杂志上。

神经元是大脑的基本工作单位。它们被设计用来向其他细胞传递信息，使身体得以运作。两个神经元之间的交界处（称为突触）以及突触之间（称为突触间隙）所发生的化学反应是学习和记忆的基础。

在更基本的层面上，突触由两层膜组成：一层与突触前神经元有关，用于传递信息；另一层与突触后神经元有关，用于接收信息。每层膜都由含有蛋白质和其他生物大分子的脂质双分子层构成。

长期电位被认为是学习背后的生理机制。

这两层膜之间发生的变化通常被称为突触可塑性，是学习和记忆的主要机制。这些变化包括膜中不同蛋白质数量的变化，以及膜本身结构的变化。

突触可塑性可分为短期和长期两种，短期可持续几毫秒到几分钟，长期可持续几分钟到几小时或更长时间。在短期可塑性中，突触前膜和突触后膜之间发生的化学过程最终会导致长期突触可塑性。

科学家们认为，大脑处理和存储信息的主要方式是通过突触的这些长期变化，因此我们想知道记忆是否可能存储在膜的脂质双分子层中。

我们发现，让一个简单的脂质双分子层模型受到电刺激--与大脑研究中使用的刺激不同--可以引发长期变化。这一结果的独特之处在于，我们能够在简单的膜模型中产生变化，而不需要通常与之相关的神经元蛋白质。此外，在没有任何进一步电刺激的情况下，长期可塑性在我们的模型中持续了近 24 小时。这表明，神经元膜可能是记忆存储的元凶。

我们的研究结果支持使用脂质双分子层作为了解生物记忆分子基础的模型。它还可以作为神经形态计算的平台，在这种计算中，计算机的记忆元件是以人脑的结构和功能为模型的。

最后，脂质双分子层还可能成为治疗不同神经系统疾病的潜在治疗目标。确定记忆在大脑中的存储位置和存储方式，不仅将彻底改变我们对学习和记忆的理解，还能指导开发治疗阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病的新疗法。

(责任编辑：泉水)

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