大腦中的星細(xì)胞使記憶變得靈活

“智力的衡量標(biāo)準(zhǔn)是改變的能力”——阿爾伯特·愛(ài)因斯坦

由于我們生活在一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境中，因此我們的大腦不僅要學(xué)習(xí)新事物，還要修改現(xiàn)有記憶，這一點(diǎn)很重要。這通常被稱為“認(rèn)知靈活性”。如果沒(méi)有這種能力，我們將無(wú)法適應(yīng)變化的環(huán)境，并且容易因僅依賴過(guò)去的記憶而做出錯(cuò)誤的選擇。

在主任 C. Justin LEE 的帶領(lǐng)下，韓國(guó)大田基礎(chǔ)科學(xué)研究所 (IBS) 認(rèn)知與社會(huì)中心的研究人員報(bào)告說(shuō)，星形膠質(zhì)細(xì)胞是大腦中的星形細(xì)胞，可調(diào)節(jié)認(rèn)知靈活性。具體來(lái)說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細(xì)胞同時(shí)調(diào)節(jié)和整合附近突觸的突觸可塑性的能力對(duì)于促進(jìn)認(rèn)知靈活性很重要。

人們認(rèn)為，自閉癥、精神分裂癥和阿爾茨海默病早期等腦部疾病的認(rèn)知靈活性降低是由 N-甲基-D-天冬氨酸受體 (NMDAR) 的功能降低引起的。雖然 NMDAR 是突觸可塑性的重要受體，并被許多激動(dòng)劑和共激動(dòng)劑激活，但其中一種共激動(dòng)劑 D-絲氨酸的來(lái)源一直存在爭(zhēng)議。使用星形膠質(zhì)細(xì)胞特異性基因調(diào)控，研究人員表明星形膠質(zhì)細(xì)胞實(shí)際上可以合成 D-絲氨酸并通過(guò)稱為 Best1 的鈣激活通道釋放它。結(jié)合之前的知識(shí)，星形膠質(zhì)細(xì)胞可以通過(guò)Best1釋放谷氨酸，D-絲氨酸和谷氨酸的共同釋放表明星形膠質(zhì)細(xì)胞是NMDAR活性和突觸可塑性的理想調(diào)節(jié)劑。

特別是，研究人員表明，異突觸長(zhǎng)期抑制(LTD)是一種由星形膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的現(xiàn)象，當(dāng)附近的突觸變得活躍時(shí)，不活躍的突觸會(huì)減弱，對(duì)認(rèn)知靈活性至關(guān)重要。

“由于每個(gè)星形膠質(zhì)細(xì)胞與超過(guò) 100,000 個(gè)突觸接觸，星形膠質(zhì)細(xì)胞可以控制多個(gè)突觸并同時(shí)整合突觸可塑性，”該研究的第一作者 KOH Wuhyun 說(shuō)。

在報(bào)告中，他們研究了由于 NMDAR 音調(diào)降低而缺乏異突觸 LTD 的 Best1 敲除 (Best1 KO) 小鼠模型。在莫里斯水迷宮實(shí)驗(yàn)中，小鼠試圖找到一個(gè)隱藏的平臺(tái)，Best1 KO 小鼠在初始學(xué)習(xí)階段的表現(xiàn)與野生型小鼠相似。然而，當(dāng)平臺(tái)移到另一側(cè)時(shí)，Best1 KO 小鼠在記憶修改方面出現(xiàn)了問(wèn)題。

有趣的是，當(dāng) Best1 KO 小鼠在初始學(xué)習(xí)期間通過(guò) D-絲氨酸注射改善 NMDAR 音調(diào)時(shí)，它們的記憶修改問(wèn)題在隨后的實(shí)驗(yàn)中得到了恢復(fù)。這一發(fā)現(xiàn)表明，記憶靈活性是從最初學(xué)習(xí)的時(shí)間開(kāi)始決定的，這與之前提出的突觸可塑性僅在需要修改記憶時(shí)發(fā)生的理論不同。

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