研究人員發(fā)現(xiàn)了短期記憶的可能物理痕跡

形成記憶對(duì)我們學(xué)習(xí)和獲取知識(shí)非常重要。20世紀(jì)，理查德塞蒙提出了“字母”的概念，這是記憶的物理基礎(chǔ)：隨著動(dòng)物的學(xué)習(xí)，信息儲(chǔ)存在大腦的字母中。稍后將檢索此信息。彼得喬納斯解釋說(shuō)：“枚舉在哪里？這是我們的問(wèn)題之一?！薄巴挥|可塑性，即神經(jīng)元之間增強(qiáng)的交流，解釋了亞細(xì)胞水平上的記憶形成。因此，為了尋找字母，我們探索了突觸可塑性的結(jié)構(gòu)相關(guān)性。”

意想不到的機(jī)制加強(qiáng)了溝通。

為了這項(xiàng)研究，博士后大衛(wèi)范達(dá)爾研究了海馬體中的單一突觸，這是學(xué)習(xí)和記憶所需的大腦區(qū)域。Vandael從與海馬錐體細(xì)胞神經(jīng)元相連的許多突觸中選擇了一個(gè)，并記錄了當(dāng)顆粒細(xì)胞向與之相連的錐體細(xì)胞發(fā)送信號(hào)時(shí)發(fā)生了什么。“從單個(gè)識(shí)別的突觸進(jìn)行記錄非常重要。因此，我們建立了一個(gè)幾乎不可能的實(shí)驗(yàn)，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們同時(shí)記錄了一個(gè)小突觸前末端及其突觸后目標(biāo)神經(jīng)元的電信號(hào)。這是檢查突觸的完美方法，”Vandael舉了一個(gè)例子。

Vandael發(fā)現(xiàn)，當(dāng)顆粒細(xì)胞著火時(shí)，它可以誘導(dǎo)一種叫做突觸后增強(qiáng)的突觸可塑性，這種可塑性可以在幾分鐘內(nèi)增強(qiáng)顆粒細(xì)胞和錐體細(xì)胞之間的交流。然而，這種可塑性背后的機(jī)制是出乎意料的：根據(jù)其他人對(duì)模型突觸的發(fā)現(xiàn)，Held、Vandael和Jonas的花萼假設(shè)產(chǎn)生可塑性是因?yàn)槟遗菰谝幌盗谢顒?dòng)后更有可能將神經(jīng)遞質(zhì)釋放到突觸中。神經(jīng)遞質(zhì)的釋放是信號(hào)從一個(gè)神經(jīng)元傳遞到另一個(gè)神經(jīng)元的方式?！跋喾?，我們發(fā)現(xiàn)在顆粒細(xì)胞變得活躍后，更多含有神經(jīng)遞質(zhì)的小泡儲(chǔ)存在突觸前末梢，”Vandael解釋道。"

小泡代表短期記憶嗎？

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，當(dāng)顆粒細(xì)胞活躍時(shí)，小泡被推入活躍區(qū)的池中。當(dāng)活性降低時(shí)，囊泡保留在池中。當(dāng)活動(dòng)恢復(fù)時(shí)，儲(chǔ)存在活躍區(qū)域的更多囊泡意味著更多的遞質(zhì)被釋放到突觸中。Vandael補(bǔ)充道：“短期記憶可能是儲(chǔ)存小泡以備日后釋放的活動(dòng)?！?

喬納斯說(shuō)，最終，這可能是一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)。“通過(guò)分析可塑性的生物物理和結(jié)構(gòu)成分，如果我們相信突觸可塑性是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，那么大衛(wèi)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)標(biāo)記?！痹谶M(jìn)一步的工作中，該團(tuán)隊(duì)目前正試圖將突觸信號(hào)與體內(nèi)的行為變化聯(lián)系起來(lái)。

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