為什么有些事情我們銘刻在心，而有些則轉(zhuǎn)瞬即忘？控制記憶的機(jī)制是什么？科學(xué)家做了很多努力來了解什么是控制記憶的分子機(jī)制。

法國波爾多大學(xué)和CNRS最近發(fā)現(xiàn)了一種在神經(jīng)突觸中儲(chǔ)存信息的新機(jī)制，以及控制存儲(chǔ)過程的一種手段。這一突破使科研更接近揭開記憶和學(xué)習(xí)過程分子機(jī)制的奧秘。相關(guān)文章于9月13日在Nature上在線發(fā)表。

1AMPAR數(shù)量變化的調(diào)節(jié)機(jī)制對了解記憶至關(guān)重要

記憶形成與消退，在細(xì)胞機(jī)制層面很可能與突觸傳遞效率變化有關(guān)。在中樞系統(tǒng)中，突觸的傳遞效能不是不變的，會(huì)隨著突觸活動(dòng)模式的改變而改變，稱之為“突觸可塑性”。突觸可塑性即突觸改變的能力，也就是突觸數(shù)量的增加或減少和突觸生理功能的改變。

突出可塑性的主要表現(xiàn)形式——長時(shí)程增強(qiáng)（LTP）和長時(shí)程抑制（LTD）現(xiàn)象已被公認(rèn)為是學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)的細(xì)胞水平生物學(xué)基礎(chǔ)。長時(shí)程增強(qiáng)被認(rèn)為主要是通過胞外分泌插入額外的離子型谷氨酸受體（AMPA-subtype ionotropic glutamate receptor, AMPAR）到細(xì)胞質(zhì)膜表面，增強(qiáng)突觸強(qiáng)度；而長時(shí)程抑制主要是通過對質(zhì)膜表面的AMPAR進(jìn)行內(nèi)吞，從而減弱突觸傳遞。

因此了解突觸上AMPAR數(shù)量變化的調(diào)節(jié)機(jī)制，對于解析學(xué)習(xí)與記憶的細(xì)胞生物學(xué)機(jī)制是最關(guān)鍵的。但是在早期LTP（小于1?小時(shí)）中通過突觸迅速招募新的AMPAR的確切機(jī)制仍然未知，AMPAR的表面擴(kuò)散作為突觸可塑性的一種機(jī)制也仍缺乏直接證據(jù)。

2固定AMPAR的運(yùn)動(dòng)證實(shí)了記憶的關(guān)鍵機(jī)制

Nature上發(fā)表的這項(xiàng)新的研究使研究小組進(jìn)一步了解了信息在大腦中儲(chǔ)存的基本機(jī)制?？茖W(xué)家們基于化學(xué)技術(shù)、電生理學(xué)和高分辨率成像等技術(shù)的組合，開發(fā)了使AMPAR在突觸部位靜止的新方法。該方法成功地阻止了AMPAR的運(yùn)動(dòng)，使得科學(xué)家們可以研究這種固定化對大腦活動(dòng)和學(xué)習(xí)能力的影響。它提供的證據(jù)表明，作為對強(qiáng)烈神經(jīng)元活動(dòng)的反應(yīng)，受體運(yùn)動(dòng)對突觸可塑性是至關(guān)重要的。研究結(jié)果提供了一個(gè)直接的證據(jù)，表明表面擴(kuò)散對突觸新受體的募集是LTP和海馬學(xué)習(xí)的一個(gè)關(guān)鍵機(jī)制。

大鼠海馬培養(yǎng)神經(jīng)元神經(jīng)遞質(zhì)受體通路與其表面的單分子檢測。CNRS照片庫

研究人員還探討了突觸可塑性在學(xué)習(xí)中的直接作用。通過教小鼠識(shí)別一個(gè)特定的環(huán)境，實(shí)驗(yàn)表明，停止受體運(yùn)動(dòng)可以用來阻止這種類型記憶的獲得，證實(shí)了突觸可塑性在這個(gè)過程中的作用。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)為控制記憶提供了新的角度。在此測試的記憶存儲(chǔ)協(xié)議激活了一個(gè)特定的大腦區(qū)域：海馬。研究人員的下一步是確定所發(fā)現(xiàn)的機(jī)制是否也可以應(yīng)用于其他形式的學(xué)習(xí)，并延伸到大腦的其他區(qū)域。從技術(shù)的角度來看，將有可能開發(fā)新的、可逆的和光敏的固定受體的方法，以便更好地控制該過程。

參考資料：1）Hippocampal LTP and contextual learning require surface diffusion of AMPA receptors

2）Discovery of a new mechanism for controlling memory

3）The synaptic plasticity and memory hypothesis: encoding, storage and persistence

4）AMPAR trafficking insynapse maturation and plasticity

5）記憶の分子機(jī)構(gòu)―神経細(xì)胞の情報(bào)伝達(dá)効率を調(diào)節(jié)するメカニズム