早期記憶形成的生理基礎

majer @ 2022.12.02 , 18:01

早期記憶形成的生理基礎：第一次在成年實驗鼠的腦中觀察到“沉默突觸”

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新生兒在學習適應環境時需要快速存儲大量新信息。沉默突觸——神經元之間還沒有神經遞質活動的不成熟連接——被認為是允許這種快速信息存儲在生命早期得以實現的基本硬件。

幾十年前在新生鼠身上發現，這些潛在的神經節點會隨著年齡的增長而消失。美國麻省理工學院的研究人員最近的一項研究則指出，它們的消失可能??並不像最初假設的那樣徹底。

該團隊並未專門研究這些潛在的節點。相反，他們繼續了之前關於名為樹突的神經細胞延伸位置的研究。

他們實際得到的比他們希望所得還多了一點。他們不僅捕捉到了樹突的圖像，還捕捉到了從樹突中冒出的無數微小的線狀突起，稱為絲狀偽足。

“我們首先看到的是絲狀偽足，這非常奇怪，我們沒想到，到處都是絲狀偽足。”該論文的資深作者、麻省理工學院神經科學家馬克·哈內特說。

它們通常隱藏在用於照亮細胞進行成像的熒光的眩光下，研究人員使用了一種去年才開發出來的特殊成像技術——保留表位的蛋白質組放大分析 (eMAP)——才辨識出它們。

新的成像過程使用凝膠將脆弱的細胞結構和蛋白質鎖定到位。

向兩隻雄性和兩隻雌性成年小鼠體內注入表達綠色熒光蛋白的病毒，以實現照亮相關組織進行成像。它們的初級視覺皮層後來被解剖出來??並分成一毫米的切片，然後培育在 eMAP 水凝膠單體溶液中，最好放置到載玻片上。

有了2234個樹突的放大圖像，研究人員第一次看到，成年老鼠的大腦中有從未見過的絲狀足。

更重要的是，許多結構隻有兩種神經遞質受體中的一種，但沒有第二個，它們實際上是神經元之間的“沉默”連接。

接下來，研究人員想了解，是否可以激活成年體的沉默突觸。

他們證明這是可能的，方法是在絲狀偽足線的尖端釋放神經遞質穀氨酸，並在十毫秒後發送微電流。

這個過程在幾分鍾內“解除”了突觸的沉默，刺激了缺失受體的積累，並允許絲狀偽足與鄰近的神經纖維形成連接。

這些受體通常會被鎂離子阻斷，但電流會釋放它們，從而使絲狀偽足能夠接收來自另一個神經元的信息。

研究小組發現，激活沉默的突觸比改變成熟神經元上樹突棘的活動要容易得多。

研究人員現在正在研究成年人腦組織中是否存在沉默突觸。

“據我所知，這篇論文提出了第一個真正的證據，顯示絲狀偽足如何在哺乳動物大腦中發揮作用。”Harnett 說。“絲狀偽足讓記憶係統既靈活又穩健。你需要靈活性來獲取新信息，但你也需要穩定性來保留重要信息。”

這篇論文發表在《自然》上。

https://www.sciencealert.com/millions-of-silent-synapses-could-be-the-key-to-lifelong-learning