據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，一個由美國紐約大學(xué)和加利福尼亞大學(xué)歐文分校神經(jīng)學(xué)家組成的研究小組利用加利福尼亞海兔，對形成短期、中期和長期記憶過程中，神經(jīng)元分子活動的時間順序和空間位置進(jìn)行了區(qū)分。這一成果為記憶形成的分子活動提供了最新解釋，也為開發(fā)相關(guān)疾病的干預(yù)療法帶來了更好的地圖。相關(guān)論文發(fā)表在最近的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。
“記憶形成不是簡單地將分子活動打開或關(guān)閉，而是由分子間相互作用和運動的復(fù)雜的時空關(guān)系所產(chǎn)生。”該研究領(lǐng)導(dǎo)紐約大學(xué)文理學(xué)院院長、神經(jīng)科學(xué)中心教授托馬斯·卡魯說，“我們的發(fā)現(xiàn)為‘記憶是怎樣產(chǎn)生的’這一問題提供了更深入理解。”
此前，神經(jīng)科學(xué)家已經(jīng)從多個方面揭示了與記憶形成有關(guān)的分子信號，但對記憶形成過程中分子的空間關(guān)系、分子活動的時間順序還知之甚少。在早些的研究中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有兩種分子MAPK和PKA與多種記憶形式以及突觸形狀改變有關(guān)，也就是說與神經(jīng)元相互作用后腦中發(fā)生的改變有關(guān)，但還不清楚它們是在何時、何處以及怎樣發(fā)生這些作用的。
為解決這一問題，該研究小組利用了加利福尼亞海兔（一種海洋軟體動物，也叫海蛞蝓）的神經(jīng)元。海兔是一種良好的神經(jīng)生物模型，它們的神經(jīng)元比高等生物，如脊椎動物，要大10倍到50倍，而且其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相對較小——這些特性讓科學(xué)家很容易檢查記憶形成過程中的分子信號。此外，它們的記憶編碼機(jī)制在進(jìn)化過程中高度保守，幾乎沒什么改變，也和哺乳動物的記憶編碼機(jī)制很相似，這些都使它們成為研究人類記憶過程的最佳模型。
新研究集中在MAPK和PKA這兩種分子上。研究人員對海兔進(jìn)行了感受增強(qiáng)訓(xùn)練，對它們的尾部施加溫和電擊，誘導(dǎo)它們形成更強(qiáng)的條件反射行為，即溫和地激活其尾部神經(jīng)結(jié)構(gòu)，然后對MAPK和PKA的分子活性進(jìn)行檢查。
他們發(fā)現(xiàn)，MAPK和PKA的活動在空間和時間上協(xié)調(diào)配合，尤其在形成中期記憶（幾個小時）和長期記憶（幾天）時，MAPK和PKA的活性都被激發(fā)，MAPK刺激了PKA的活動；而在短期記憶（不到30分鐘）中，只有PKA的活性被激發(fā)，MAPK并未參與。（新華網(wǎng)）