科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腦中特殊分子 或有助提高記憶

一個(gè)美德聯(lián)合科研小組發(fā)現(xiàn)，大腦中有一種分子不僅能連接腦細(xì)胞，還能改變?nèi)藗兊膶W(xué)習(xí)方式。該研究由美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院和一家慈善組織資助，研究成果發(fā)表在12月9日出版的《神經(jīng)元》雜志上，有助于研究人員找到提高記憶的方法，并用于治療神經(jīng)錯(cuò)亂。

    腦細(xì)胞之間的連接稱(chēng)為突觸，可以讓神經(jīng)脈沖通過(guò)，突觸在調(diào)節(jié)人的學(xué)習(xí)、記憶以及思考方式中至關(guān)重要。如果突觸在結(jié)構(gòu)和功能上出現(xiàn)偏差，可能會(huì)導(dǎo)致大腦延遲和孤獨(dú)癥等，而在老年癡呆癥中，突觸則隨著年齡增長(zhǎng)而變少。然而科學(xué)家對(duì)突觸在活體大腦中如何形成并不太清楚。

    當(dāng)人在學(xué)習(xí)時(shí)新的突觸會(huì)形成，且突觸連接的強(qiáng)度會(huì)在學(xué)習(xí)過(guò)程中隨著接收不同的刺激導(dǎo)致數(shù)量發(fā)生變化，這就是科學(xué)家所稱(chēng)的“可塑性”特征。耶魯大學(xué)與德國(guó)馬克思·普朗克研究院神經(jīng)生物學(xué)所共同合作，證實(shí)一種名為SynCAM1的分子，能穿過(guò)突觸的連接點(diǎn)且控制著突觸的可塑性。

    論文主要作者、耶魯大學(xué)分子生物物理學(xué)與生物化學(xué)副教授托馬斯·貝德勒說(shuō)：“我們開(kāi)始假設(shè)這種分子在大腦發(fā)育中能促進(jìn)新突觸的形成，但研究發(fā)現(xiàn)，它對(duì)保持突觸的結(jié)構(gòu)和功能也有影響?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)確定了這些分子是怎樣支持大腦的自我聯(lián)系功能。”

    SynCAM1是一種粘合分子，好像膠水一樣幫助突觸連接在一起。研究人員在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠中的SynCAM1基因被激活，更多的突觸連接會(huì)形成，而沒(méi)有SynCAM1產(chǎn)生的小鼠腦中形成的突觸更少。大腦中SynCAM1含量過(guò)高，小鼠也無(wú)法學(xué)習(xí)。這表明，過(guò)多的SynCAM1會(huì)損害學(xué)習(xí)能力。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)也支持了近的一種理論，該理論認(rèn)為在人們學(xué)習(xí)和記憶過(guò)程中，太多的連接不總是更好，突觸活動(dòng)平衡才好。

    德國(guó)小組領(lǐng)導(dǎo)瓦倫丁·斯登說(shuō)：“人們可能認(rèn)為，突觸的數(shù)量越多，動(dòng)物處理或存儲(chǔ)信息的能力就越強(qiáng)。而事實(shí)正相反，這些動(dòng)物學(xué)習(xí)能力很差。行為測(cè)試顯示，沒(méi)有SynCAM1的小鼠學(xué)得更快記得更好。”

    耶魯小組的貝德勒解釋說(shuō)，突觸是不斷變化的結(jié)構(gòu)。將突觸連接在一起的SynCAM1分子，其功能就像是一位雕塑家，把突觸塑成各種形狀。它雖然能加強(qiáng)神經(jīng)元之間的聯(lián)系，但如果太多，就會(huì)減弱突觸的連接，抑制其功能。在小鼠和人體中，這種分子幾乎是一樣的，因此很可能，它們?cè)谌四X中的作用也一樣。