Nature:科學(xué)家追蹤到記憶形成新機(jī)制

2016年10月02日訊 大腦通過突觸的變化形成記憶。來自杜克大學(xué)等研究結(jié)構(gòu)的研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)了引起突觸變化的意想不到的分子機(jī)制。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Nature上，這些發(fā)現(xiàn)還對理解一些疾病如特定類型癲癇的發(fā)展帶來了一些提示。

在獲得一段新記憶的時候，一些神經(jīng)元之間的突觸連接會得到加強(qiáng)。神經(jīng)元負(fù)責(zé)接收信號的末端會變大。研究人員一直懷疑一種叫做TrkB的腦受體參與學(xué)習(xí)過程中樹突棘的生長，新研究證實(shí)這個受體分子確實(shí)很重要，研究人員又進(jìn)一步探索了這個受體如何發(fā)揮作用。

研究中使用了一些關(guān)鍵技術(shù)，其中包括一項(xiàng)該研究小組開發(fā)的分子傳感器用來追蹤TrkB的活性，他們還用顯微鏡對活體小鼠腦組織區(qū)域的單個樹突棘進(jìn)行實(shí)時觀察。

研究人員利用谷氨酸作為化學(xué)信號刺激樹突棘，模擬學(xué)習(xí)過程中發(fā)生的事情，發(fā)現(xiàn)谷氨酸能夠引起樹突棘的生長。而缺少了TrkB受體，樹突棘在應(yīng)答化學(xué)信號的時候不會生長。

由于BDNF是TrkB受體的配體分子，因此研究人員懷疑腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）也參與其中。他們開發(fā)了一個感應(yīng)BDNF的分子傳感器，研究發(fā)現(xiàn)模擬與學(xué)習(xí)有關(guān)的信號會引起B(yǎng)DNF從突觸后膜釋放。該發(fā)現(xiàn)令人感到非常驚奇，因?yàn)橥ǔＵJ(rèn)為BDNF只從負(fù)責(zé)發(fā)送信號的突觸前膜釋放，而非負(fù)責(zé)接收的突觸后膜。

研究人員表示，雖然這些實(shí)驗(yàn)都以小鼠為研究模型，但是TrkB與BDNF的相互作用可能對于人的學(xué)習(xí)和記憶非常重要。

研究人員還表示在一種最常見的癲癇疾病--顳葉癲癇中也存在相同的機(jī)制。之前的工作表明TrkB受體對于顳葉癲癇的發(fā)展非常重要，在第一次發(fā)作之后短時間內(nèi)抑制TrkB信號可以預(yù)防小鼠顳葉癲癇疾病的發(fā)展。

目前該研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行更多實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探索在TrkB激活之后發(fā)生的事情。除此之外，在記憶形成和癲癇發(fā)作過程中還有其他機(jī)制促進(jìn)TrkB激活，研究人員也在探索其他可能機(jī)制。

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