科學家找到了將經歷與認知聯系起來的分子機制
大腦如何形成一次記憶?通常,我們的經歷和相互作用會以某種方式在大腦中留下烙印,然而神經細胞究竟是如何改變它們的連接從而形成記憶,卻一直是個未解之謎。如今,科學家表示,他們找到了將經歷與認知聯系起來的分子機制,而這一切似乎全部要歸功于一臺微小的分子發動機。
科學家找到了將經歷與認知聯系起來的分子機制。
(圖片提供:CORBIS)
科學家相信,記憶的存儲與一個名為長時程增強(LTP)的過程有關,該過程強化了神經細胞對之間的聯系。神經細胞通過釋放神經傳遞素——用于刺激周圍“鄰居”的受體——來進行交流,而LTP能夠觸發更多的受體聚集在接收細胞的細胞膜上,從而使其對于到來的信息更為敏感。
之前的研究表明,肌動蛋白和肌球蛋白——在肌肉收縮中扮演重要角色的兩種蛋白質——在神經細胞的受體積聚過程中起到了關鍵作用。為了研究這種可能性,美國北卡羅萊納州達勒姆市杜克大學醫學中心的神經生物學家Michael Ehlers和他的同事,利用定時成像和生物化學方法,對小鼠的大腦切片進行了研究。這些試驗顯示,一個引入的信號能夠觸發大量的鈣進入一個神經細胞。這些鈣會激活一種肌球蛋白——肌球蛋白Vb,從而促使它獲得儲存在細胞深處的受體包,并將這些受體包帶到神經細胞的信號位點,在這里,受體能夠接收神經傳遞素,并參與LTP過程。
為證實肌球蛋白Vb的確是讓認知過程變為可能的發動機,Ehlers和他的同事利用化學方法抑制神經細胞中的肌球蛋白Vb,這些細胞于是便無法產生LTP。研究人員在最新一期的《細胞》雜志上報告了這一研究成果。Ehlers指出:“對于一個馬達分子竟然能夠解釋大多數的膜傳輸過程,我們感到非常驚訝。事實上,它很可能就是形成記憶的‘發動機’。”
在美國亞拉巴馬州奧本大學從事細胞信號研究的神經生物學家Marie Wooten認為:“研究人員所做的工作將許多點連接在一起。”Wooten指出,這篇論文一層一層地展示了,神經細胞如何在LTP期間將受體轉移到它們的外部膜。夏洛茨維爾市弗吉尼亞大學的神經科學家Bettina Winckler對此表示贊同。Winckler表示,“這篇論文就像是一塊鉆石”,或者說是一臺設計完美的發動機。她說:“它能夠完美地適應每件事物。”
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