來自澳大利亞Edith Cowan大學(xué)的Ralph Martins認(rèn)為該研究具有開發(fā)成為新型恢復(fù)阿茲海默癥患者記憶的療法的潛力。然而，關(guān)鍵問題在于小鼠模型研究得出的結(jié)論能夠成功適用于臨床。特別地，人類相比小鼠在患病過程中會丟失很多的神經(jīng)元，因此難以準(zhǔn)確地靶向與某一類記憶有關(guān)的受損神經(jīng)。
根據(jù)最近發(fā)表在《Neuroimage》雜志上的一篇文章，當(dāng)我們希望記住一件事情時(shí)，最好是能夠?qū)⑵渑c另外一件有意義的事情相聯(lián)系，而不要簡單地重復(fù)。
“當(dāng)我們學(xué)習(xí)新的知識的時(shí)候，我們的大腦會通過兩條不同的方式進(jìn)行短期記憶：反復(fù)重復(fù)該詞語的發(fā)音，或?qū)⑺囊馑歼M(jìn)行理解”。該文章的第一作者，來自Baycrest's Rotman研究所的Jed Meltzer博士說道：“這兩種策略都能夠建立較好的短期記憶，但根據(jù)意思進(jìn)行記憶能夠更好地維持長期的記憶。這也體現(xiàn)了一些事情不是越努力效果越好?！?/div>
此前的研究已經(jīng)關(guān)注過重復(fù)背誦對于短期記憶形成的影響，結(jié)果表明，依靠詞語的內(nèi)在含義能夠幫助將其從短期記憶向長期記憶轉(zhuǎn)變。這一發(fā)現(xiàn)在世界上頂級的記憶冠軍中得到了體現(xiàn)：他們能夠通過創(chuàng)造有意義的故事而將許多隨機(jī)的信息加以記憶。
根據(jù)最近的這一研究，研究者們能夠精確地指出負(fù)責(zé)短期記憶與長期記憶的大腦結(jié)構(gòu)，從而在生理水平給出合理的解釋。
“研究結(jié)果表明，負(fù)責(zé)短期記憶的大腦機(jī)制眾多，包括根據(jù)詞語的發(fā)音特征或內(nèi)在意思”，來自多倫多大學(xué)的Meltzer博士說道。“當(dāng)人們的大腦受到中風(fēng)或癡呆的影響之后，這些機(jī)制將會遭到破壞。因此，患者不得不選擇別的方法實(shí)現(xiàn)短期記憶的形成”。
例如，存在記憶障礙的患者會準(zhǔn)備一個(gè)小本子，時(shí)不時(shí)地將信息記錄下來，方便自己回憶。
在該研究中，研究者們記錄了25名健康成年人在聽句子或詞語序列時(shí)的腦電波特征。之后，參與者們被要求重復(fù)自己聽到的詞語，同時(shí)再次檢測了他們大腦的電波特征。通過這些數(shù)據(jù)，研究者們找到了與聲音或含義有關(guān)的負(fù)責(zé)大腦短期記憶形成的區(qū)域。
下一步，研究者們希望利用這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)行精確地大腦刺激，從而增強(qiáng)中風(fēng)患者的短期記憶能力。
doi:10.1038/nature22405
理解記憶如何產(chǎn)生、找回和最終在一生當(dāng)中如何消失是詩詞歌賦當(dāng)中的素材。對醫(yī)學(xué)研究人員而言，解決記憶的這些秘密是非常困難的?？茖W(xué)家們猜測“產(chǎn)生”新的記憶和儲存舊的記憶都涉及在突觸中表達(dá)蛋白。突觸是兩個(gè)神經(jīng)元在功能上發(fā)生聯(lián)系的部位。但是形成這些記憶也需要在細(xì)胞核中表達(dá)新的基因。細(xì)胞核是儲存DNA的地方，在那里基因被“讀取”從而建立細(xì)胞特異性的功能。
如今，在一項(xiàng)新的研究中，來自美國賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院的研究人員在小鼠大腦中發(fā)現(xiàn)當(dāng)建立新的記憶時(shí)，一種關(guān)鍵的代謝酶直接在神經(jīng)元的細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮作用從而關(guān)閉或開啟基因。相關(guān)研究結(jié)果于2017年5月31日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Acetyl-CoA synthetase regulates histone acetylation and hippocampal memory”。
論文通信作者、賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)系教授Shelley L. Berger博士說，“在學(xué)習(xí)之后，這種被稱作乙酰輔酶A合成酶2（acetyl-CoA synthetase 2, ACSS2）的酶促進(jìn)神經(jīng)元的細(xì)胞核中的整個(gè)基因表達(dá)復(fù)合體‘在現(xiàn)場’開啟關(guān)鍵的記憶基因。我們發(fā)現(xiàn)ACSS2的直接結(jié)合基因和它在調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)和記憶的神經(jīng)元中發(fā)揮的作用是兩項(xiàng)完全意料之外的新發(fā)現(xiàn)。”
論文第一作者、Berger實(shí)驗(yàn)室前研究生Philipp Mews博士說，這項(xiàng)研究為治療焦慮和抑郁等神經(jīng)精神疾病提供一種新的靶標(biāo)，已知在這些疾病中，神經(jīng)元的表觀遺傳機(jī)制是其中的關(guān)鍵。Mews說，“我們猜測ACSS2可能在神經(jīng)退行性疾病的記憶障礙中發(fā)揮著作用?！?/div>
記憶形成涉及突觸重建，這依賴于一組記憶基因協(xié)調(diào)表達(dá)。加入一種化學(xué)基團(tuán)到神經(jīng)元基因組的特定位點(diǎn)上（該過程被稱作乙酰化）打開緊密纏繞的DNA，從而能夠“讀取”參與記憶形成的基因，這就使得它們編碼的蛋白可以表達(dá)。
神經(jīng)生物學(xué)中的表觀遺傳機(jī)制（加入或移除這些影響基因表達(dá)的化學(xué)基團(tuán)）作為不同神經(jīng)元的很多功能的重要調(diào)節(jié)物而正得到人們更好地理解。在這項(xiàng)新的研究中，Berger團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)酶ACSS2結(jié)合到神經(jīng)元中的記憶基因上，從而直接調(diào)節(jié)和促進(jìn)它們中的乙?；^程，這最終控制小鼠的空間記憶形成。
Berger團(tuán)隊(duì)首先利用體外培養(yǎng)的神經(jīng)元開展研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ACSS2在分化的神經(jīng)元的細(xì)胞核中增加表達(dá)，并且聚集在高度表達(dá)的基因上的增加的組蛋白乙?；奈稽c(diǎn)附近。與此同時(shí)，ACSS2水平下降會降低神經(jīng)元的細(xì)胞核中的乙酰輔酶A水平和乙?；?，因而降低記憶基因表達(dá)。
接著，Berger團(tuán)隊(duì)利用小鼠作為實(shí)驗(yàn)對象，發(fā)現(xiàn)如果阻斷這些小鼠體內(nèi)的ACSS2表達(dá)，那么這些小鼠針對放置在研究房間中的物體形成的長期記憶受到損害。在為期兩天的試驗(yàn)中的第二天，這些實(shí)驗(yàn)小鼠確實(shí)不能探測移動的物體，然而對照組小鼠能夠做到這一點(diǎn)。Mews說，“這是因?yàn)楫?dāng)缺乏ACSS2時(shí)，這些小鼠沒有分子通路讓記憶基因表達(dá)，從而不能夠保留這些物體放置在何處的記憶?！睋Q言之，特定大腦區(qū)域中的ACSS2水平下降會破壞在形成新的記憶或者更新舊的記憶中發(fā)揮功能的關(guān)鍵基因的“讀取”。
在未來，Mews和Berger希望基于這種新發(fā)現(xiàn)的記憶通路，阻斷海馬體中的ACSS2表達(dá)，從而阻止創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙患者遭受的創(chuàng)傷性記憶“形成”，或者甚至可能清除它們。海馬體是大腦中加工長期記憶的一個(gè)區(qū)域。
doi:10.1093/cercor/bhx083
近日，一項(xiàng)刊登于國際雜志Cerebral Cortex上的研究報(bào)告中，來自西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員通過研究鑒別出了和記憶相關(guān)的100多個(gè)關(guān)鍵基因，相關(guān)研究或?yàn)楹笃谘芯咳藛T深入理解人類大腦記憶加工過程提供新的線索和希望。
文章中研究者對特殊大腦過程背后的基因進(jìn)行了深入研究，該研究或能幫助研究人員開發(fā)新型療法治療記憶損傷的患者。Genevieve Konopka教授表示，我們的研究提供了多個(gè)切入點(diǎn)來幫助理解人類記憶的形成過程，在所鑒別出的基因中，有很多基因此前和記憶并無關(guān)聯(lián)，但如今很多實(shí)驗(yàn)室開始對這些基因進(jìn)行研究，并且闡明這些基因在大腦基本功能發(fā)揮過程中扮演的關(guān)鍵角色，比如其是否對大腦發(fā)育非常關(guān)鍵？是否對于成年人的行為非常重要等？
此前研究人員通過研究將特殊基因同休眠狀態(tài)的大腦行為聯(lián)系了起來，研究者想利用相同的評估策略來計(jì)算在活性信息處理過程中大腦的活性如何。為了進(jìn)行相關(guān)研究，研究人員對癲癇癥患者進(jìn)行記憶研究，同時(shí)幫助確定患者癲癇癥發(fā)生的“源頭”，研究人員繪制出了這些患者的腦電波來理解哪些模式對于成功的記憶形成非常重要。
結(jié)合相關(guān)的研究技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)，相比大腦處于休眠狀態(tài)下的基因而言，還存在一類不同的基因在大腦的記憶加工過程中扮演著關(guān)鍵角色，而且很多基因此前研究者并未發(fā)現(xiàn)和任何大腦過程直接相關(guān)。研究者Lega希望這項(xiàng)研究能夠幫助科學(xué)家更好地理解并且治療多種記憶損傷的疾病，比如癲癇癥和阿爾茲海默病等。同時(shí)研究者還希望結(jié)合其它遺傳和認(rèn)知科學(xué)知識來鼓勵(lì)更多科學(xué)家擴(kuò)展當(dāng)前他們的研究領(lǐng)域。
最后研究者Lega說道，未來我們希望能夠通過聯(lián)合研究以及高質(zhì)量的神經(jīng)科學(xué)研究深入闡明大腦記憶發(fā)生的機(jī)制，并為后期開發(fā)治療諸如癲癇癥和阿爾茲海默病的新型靶向性療法提供思路和幫助。（生物谷Bioon.com）
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