記憶是什么?能吃嗎?小膠質細胞:能!


記憶是什么?能吃嗎?小膠質細胞:能!



大家好 , 我是小膠質細胞 , 英文名microglia , 家住大腦和脊髓 , 我是個吃貨 。
小膠質細胞肖像畫(圖片來源:參考文獻8)

你問我大腦里能有啥好吃的?
可多了 , 我平常吃些死亡細胞的碎片 , 加工錯了的沒用的蛋白質 , 遇到有細菌入侵的時候我也會吃細菌 。
除了這些 , 我平常還有個很重要的工作就是“吃”記憶 。 這不 , 我前幾天吃記憶的時候被人類科學家抓個正著 , 還被拍了照 , 甚至還被錄了像 。 就是下面這幾張照片 , A、B、C這三張圖里面綠色的就是我 , 紅色的syn和PSD95就是神經元的“皮” , 它們可以形成突觸 。 A和B里面青色的lamp1表示的就是我的“胃” , 科學家在我的“胃”里發現了神經元的“皮” , 那可不就是拍到我“吃”記憶了嘛!
不僅如此 , 科學家還拍到了我“吃”記憶的現場 , 當我的嘴咬到神經元時 , 被抓了個正著!
小膠質細胞吞噬突觸(圖片來源:參考文獻1)
記憶也能被吃掉 , 童話變現實?
記憶雖然是無形的 , 但是記憶的儲存是有物質基礎的 。
早在大約40年以前 , 科學家米爾納(B. Milner)就通過損毀腦區的方法發現長期記憶的儲存是依賴海馬(hippocampus)和內側顳葉(medial temporal lobe)腦區
同時 , 科學家將記憶分兩種 , 陳述性記憶(declarative memory)和非陳述性記憶(nondeclarative) 。
陳述性記憶主要是指對人、事、物、位置的記憶 , 需要意識的 , 所以不僅僅依賴海馬腦區 , 也依賴于相鄰的大腦皮層 。
非陳述性記憶是指對感覺和運動的記憶 。 不需要意識的參與 , 因此這類記憶大多存在于小腦、紋狀體和杏仁核腦區 。 無脊椎動物體內也存在非程序性記憶 , 就是我們常說的反射 。
科學家用無脊椎動物海兔進行了一系列行為學實驗 , 發現非陳述性記憶可以儲存在很簡單的神經連接——即突觸之中 , 并不需要特化的存儲信息的神經元 。 突觸連接的短期增強主要是依靠神經遞質釋放的改變實現的 , 就像人在應激狀態下瞬間分泌大量腎上腺素是人體的運動功能增強而躲避危險 。 而長期增強依賴于神經細胞的蛋白質合成過程 。 這是由于長期記憶需要形成新的突觸結構 , 蛋白質就類似于磚塊 , 可以用來建造突觸 。 如果用藥物如異霉素等阻斷蛋白質的合成過程則會阻斷長期記憶的形成 , 這也是科學家用來造健忘癥模型的基本原理 。
那陳述性記憶是如何儲存的呢?
陳述性記憶是很復雜的 , 需要邏輯和意識 , 所以肯定是有一群細胞相互協作來編碼的 。 科學還家做了一系列實驗找到了存儲特定記憶的細胞——印記細胞(engram cells) 。
簡單來說是這樣的:神經元被激活后會表達一種特殊的蛋白(c-fos蛋白) 。 因此科學家改造了一種小鼠 , 這種小鼠的神經元被激活之后會產生一種帶熒光的蛋白質ChR2-EYFP 。 科學家們只需要讓這種小鼠做一些行為 , 在完成這些行為的過程中被激活的細胞就會被帶上熒光標記 , 這些就是針對這一行為的印記細胞 。

C-fos啟動熒光標記尋找印記細胞(圖片來源:參考文獻4、10)

已經找到的印記細胞的分布腦區(圖片來源:參考文獻9)

如何證明我“吃”掉的就是記憶細胞?
接下來你們一定要問這個實驗只能說明這些被標記上的細胞在這個行為下被激活了 , 怎么能說它們就是記憶細胞呢?

推薦閱讀