近日，来自清华大学医学院学习与记忆研究中心、麻省理工学院和多伦多大学等科研机构的研究团队在国际著名学术期刊《Neuron》上发表了一项具有重要意义的研究成果。该研究首次揭示了镁离子作为细胞内含量最高的二价金属离子，在维持大脑学习与记忆功能中的关键调节作用，并提出补充镁离子可能成为预防和治疗脑衰老疾病的重要途径。

研究由清华大学医学院刘国松教授领导。刘教授自2005年回国后，入选国家“百人计划”和“长江学者特聘教授”，主要从事神经系统可塑性、神经网络形成与优化、学习记忆机制以及抗脑衰老药物的研发等方向的研究。

人体内的镁离子主要通过食物摄取，如南瓜子、海带、菠菜和坚果等富含镁元素的食物。然而，随着工业化进程加快，食物中的镁含量逐渐下降，加之现代饮食结构的变化，老年人群的镁摄入不足问题日益严重。这一背景促使科学家们关注镁离子在脑健康中的作用。

在本次研究中，研究人员发现了一种新型的镁化合物。通过动物实验验证，口服该化合物后，年轻和老年大鼠的学习与记忆能力显著增强。这一发现首次明确了镁离子在维持大脑正常功能中的重要作用，并提示补充镁离子或相关化合物，有望成为预防和延缓脑衰老的有效策略。

全球人口老龄化趋势明显，老年痴呆症等神经退行性疾病成为公共健康的重要挑战。该研究的成果引起了国际神经科学界的广泛关注，被认为具有潜在的临床应用价值。研究团队还结合计算机技术，利用光刻技术在印刷电路板上培养神经元，建立了微型神经网络模型。这一创新方法首次将神经科学与计算机技术结合，为深入理解神经网络的自稳态调节机制提供了基础。

研究揭示了神经网络的自稳态调节机制，这是人脑区别于计算机的核心特性之一。随着神经元突触数量的增加，神经网络的动态调节范围扩大，系统的可塑性增强，从而提升大脑处理信息的能力。在脑部衰老或疾病状态下，突触减少是主要特征之一。基于此，研究团队开发出能够增加突触数量的小分子药物，并在动物模型中验证了其增强学习和记忆的效果，显示出潜在的治疗价值。