神經元細胞利用總數超過1000萬億的突觸實現快速交流,這些微小的結構只有一根頭發寬度的十分之一,但信息傳遞過程卻極為復雜。
突觸可塑性是指突觸適應神經元活動并做出反應的能力,科學界認為這一過程是記憶和學習的重要功能組成。
突觸水平的神經遞質受體是神經信息傳導的關鍵。幾年前,本文課題組曾發現神經遞質受體并不像人們想象的一直靜止,而是處于持續興奮狀態。他們認為,通過神經元活動控制這種興奮,調節突觸中給定時間內受體的數量能調整突觸傳遞的有效性。
這項新研究讓參與的科學家們進一步了解了信息在大腦中的基本儲存機制。
科學家將基于化學、電生理學、高分辨率成像的各種技術有機結合起來,成功開發了一種阻止受體運動的方法,以便研究固定化對大腦活動和學習能力的影響。證據表明,受體運動對強烈神經活動引發的突觸可塑性非常重要。
研究人員還探討了突觸可塑性在學習過程中的作用。先教會老鼠識別一個特定環境,然后讓老鼠的受體運動停下來,老鼠獲取這種儲存記憶的能力就被阻斷了,從而證實突觸可塑性對學習和記憶的直接影響。
儲存記憶標準化測試激活了大腦的“海馬”區。研究人員下一步將嘗試從大腦其他區域尋找是否存在同樣的機制,以及是否可以應用于其他學習形式。在技術層面,他們將開發可逆的和光敏的固定化受體的新方法,以便能更方便地控制。
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