大脑记忆机制新发现

　　

    一项出乎意料又有悖常理的新证据表明：成人神经形成的不足（deficit in adult neurogenesis）与记忆强化有正向的联系，这一发现有充分的理由推翻“新神经元新记忆”的假说，哈佛大学神经学家Rudolph Tanzi说。“尽管仍处于初期阶段，这个研究结果将对干细胞疗法和阿尔茨海默氏症（Alzheimer’s disease ，AD)的药物开发产生持久的影响。”

    根据他们的研究结果，普林斯顿大学的研究人员认为，成人齿状回中的神经形成可以消除海马区中的记忆痕迹，为新的记忆腾出地方。这项发现促使研究人员考虑一种令人吃惊的可能性：减少新形成的神经元有利于强化学习能力，麻省综合医院遗传学和衰老研究院的主任Tanzi说。“我们不得不考虑这对于学习和记忆力意味着什么。”

    以创造出“聪明小鼠”而闻名的普林斯顿研究人员Joe Tsien，在其有关海马区记忆痕迹和衰老蛋白-1（presenilin-1，PS1)的独立研究中被这个新发现难住了。为检查PS1（其突变形式与早发AD有关）的生理功能，研究人员构建了前脑区特异敲除PS1蛋白的小鼠。

    传统的PS1敲除小鼠出生前就死亡了。但这些小鼠却生长正常。然而，经过一段时间在小鼠乐园（类似迪斯尼乐园）中的生活，——正常情况下，这样可以刺激神经形成——小鼠产生的神经元数量明显少于对照组。

    对于鸣鸟的研究显示神经形成与学习新歌的能力相互关联，这使得研究人员推测新神经元对于记忆的形成十分重要。但是令人惊异的是，Tsien报道对小鼠4种行为能力的检查，研究人员没有发现神经元减少的小鼠有任何缺陷 。相反，神经形成的缺乏实际上却加强了记忆能力。研究结果发表在今天的《神经元》（Neuron）杂志上。

    Tsien声称，经过一年的重复实验，研究人员不得不考虑神经形成导致海马区记忆痕迹消除的可能性。“一年前，我们还没有这么想，因为我们思考问题的方向都错了。”他说。
Tsien引述了文章中几个支持新假说的证据。不同于那些出生前发育并且持续终生的神经元，新神经元只有3到4周的寿命，它们与海马区的记忆稳定性紧密相关。“理论研究也预言大脑学习神经网络中新神经元的增加将破坏现有神经网络的功能。

    Tsien认为，类似计算机随机存储器（RAM)的容量，,海马区的神经元数量有限，因而储存记忆的容量也有限。记忆在海马区中得到强化然后转移至皮层——类似计算机中相应的硬盘驱动器，储存起来。但是这些记忆的痕迹必需在海马区形成新记忆前除去。

    “这种经历每天都在发生，”Tsien说：”如果持续积累记忆，最终海马区将因超载而崩溃。“Tsien的假说得到另外一个研究小组今年早些时候研究证据的支持。在缺失PS1的条件下，小鼠经过8天的训练就能表演在水底迷宫中成功到达中心的技巧，这表明新记忆形成的容量有限。

    尽管presenilin对于AD病人十分重要，它同时还调控着进入神经元的钙离子通道，细胞之间的相互作用以及突触的形成。研究人员警告说，成人的神经形成与PS1、也许还与AD之间出乎意料的这种相关性需要仔细检查。

    “我们必需十分小心，因为PS1比我们预想的作用还要大。”Tanzi说。如果新神经元破坏了正常的神经线路，引入干细胞可能也是有害的，这个原理可以解释最近一些干细胞疗法中发现的副作用。

    虽然研究结果“难以置信地令人兴奋”。”Tanzi认为：“现在做出结论还为时尚早。” 但他又补充说，文章值得进一步的实验来检验这个引人注目的新假说，也许最终该研究将会成为一项全新理论的发起者。
生物通摘译自 BioMedNet 2001-12-06