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操纵星形胶质细胞会影响记忆

2024-11-23 12:03 Hiroki Yamao, Ko Mat 日本东北大学 阅读 0
核心摘要: 日本东北大学的研究发现,星形胶质细胞在记忆选择过程中起关键作用。通过光遗传学技术酸化或碱化小鼠杏仁核中的星形胶质细胞,可分别阻止长期记忆形成或增强记忆保留。该研究挑战了传统记忆巩固理论,表明短期和长期记忆可能并行发展,为治疗创伤后应激障碍等疾病提供了新思路。

大脑最强大的能力之一是将信息存储为记忆,使我们能够从经验中学习。然而,有些记忆历久弥新,而另一些则被遗忘。与计算机不同,我们的大脑似乎会筛选出哪些记忆足够重要,值得保存。

日本东北大学的研究人员发现,记忆选择过程部分取决于星形胶质细胞的功能。星形胶质细胞是一种包裹大脑神经元的特殊胶质细胞。他们发现,人工酸化星形胶质细胞不会影响短期记忆,但会阻止长期记忆的形成。

该研究结果发表在《Glia》杂志上。

研究人员采用了一种名为“光遗传学”的技术,通过插入小鼠大脑的光纤将光线照射到星形胶质细胞上,从而操纵这些细胞。这使得团队能够直接刺激并酸化或碱化特定区域的星形胶质细胞。他们重点关注杏仁核中的星形胶质细胞,杏仁核是大脑中调节情绪和恐惧的关键区域。

小鼠天生具有选择性过滤机制,能够增强强烈体验的记忆;然而,这种过滤功能被杏仁核中表达ArchT的光激活星形胶质细胞所抑制。此外,光刺激表达ArchT的星形胶质细胞可抑制三周内的自然遗忘过程。

在实验室中对小鼠施加轻微电击。当将小鼠放回同一环境时,小鼠会记住电击并自然地僵住。相比之下,在轻微电击后立即酸化星形胶质细胞的小鼠能够暂时保留恐惧记忆,但第二天就会遗忘。这表明酸化星形胶质细胞不影响短期记忆,但会阻止记忆长期保存。

星形胶质细胞碱化的小鼠则表现出不同效果。三周后测试时,对照组小鼠通常表现出遗忘迹象,即冻结反应减少。然而,在受到强烈电击后立即碱化星形胶质细胞的小鼠,即使在三周后仍表现出强烈的恐惧反应。

这表明,星形胶质细胞在决定创伤事件后记忆是被抹去还是长期保存方面发挥着关键作用。

星形胶质细胞能够引发恐惧。单独光激活表达ChR2的星形胶质细胞引发的冻结反应类似于脚部电击后的反应。相比之下,光激活表达ArchT的星形胶质细胞抑制了脚部电击后的冻结反应。

虽然传统观点认为记忆形成是一个连续过程,短期记忆逐渐巩固为长期记忆,但这项研究表明它们可能并行发展。

该研究的负责人、东北大学超级网络脑生理学实验室的松井功教授表示:“我们相信,这可能会改变我们对记忆形成方式的理解。”他补充道:“星形胶质细胞对记忆的影响可能还取决于各种背景,包括心理、社会或环境因素。”

首席研究员Hiroki Yamao认为,星形胶质细胞可能是理解情绪变化和记忆形成的关键。“这可能只是星形胶质细胞如何影响情绪信息处理的一个小例子,”Yamao解释道。

“我们的下一个目标是揭示星形胶质细胞调节情绪记忆的机制。了解这些过程可以为防止创伤记忆形成的疗法铺平道路,通过干预记忆形成为治疗创伤后应激障碍(PTSD)等疾病提供有价值的方法,”Yamao说。

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