科技成果:研究發現長期記憶性能取決於門控系統


科技成果:研究發現長期記憶性能取決於門控系統


存儲和檢索記憶是我們錯綜複雜的大腦必須執行的最重要的任務之一,但是在分子水平上如何發生還不清楚。來自佛羅里達州斯克裡普斯研究所(Scripps Research)的神經科學教授羅納德·戴維斯(Ronald Davis)博士實驗室的一項新研究闡明瞭這種記憶存儲過程的一個要素,即一種硬連線長期記憶的存儲和檢索。

戴維斯小組發現,將記憶轉移到長期存儲中涉及多個基因的相互作用,一個已知基團的活性必須被上調,並且出乎意料的是,另一個守門基因集Ras及其下游連接分子也被下調。 。研究小組在1月13日那周發表的《美國國家科學院院刊》上寫道,如果Ras或其下游連接器Raf處於靜默狀態,則消除了長期存儲。

具有諷刺意味的是,他們研究的記憶類型具有一個很難記住的名稱:“依賴蛋白質合成的長期記憶”,簡稱PSD-LTM。為了研究它和其他類型的記憶形式,科學家們將果蠅果蠅(Drosophila melanogaster)當作模型生物。戴維斯解釋說,記憶存儲的遺傳基礎在大多數物種間都是保守的。

為了評估果蠅的記憶整合過程在分子水平上如何工作,他們使用了一種稱為RNA干擾的過程來降低果蠅大腦多個區域中幾個候選基因的表達。在大腦的蘑菇體內,它的記憶存儲區域,既使用Ras基因,又使用其下游分子Raf產生了兩方面的影響。戴維斯說,它大大增強了中期記憶,同時完全消除了厭惡經歷的PSD長期記憶。

該小組的實驗包括在玻璃管的一部分中使果蠅暴露於某些氣味,同時實施腳踩震動。蒼蠅隨後因暴露於這種氣味而回避行為,表明它們回想起了不愉快的電擊。戴維斯實驗室的研究人員第一作者納撒尼爾·諾耶斯(Nathaniel Noyes)博士解釋說,不管果蠅被“訓練”多少次,降低Ras和Raf的表達都會降低其PSD的長期記憶性能。


科技成果:研究發現長期記憶性能取決於門控系統


儘管Ras酶Ras85D因其在器官發育和癌症中的作用而聞名,但研究表明,在成年大腦中,它顯然起著記憶守門員的作用,有助於指導是否應記住經歷是一段時間後消散的中間記憶,或作為長期的“蛋白質合成依賴性”記憶而持續存在。

將內存從中間存儲過程中移出,將其轉移到PSD長期內存存儲中,表明這是一種“或非”的情況。Noyes說,中間存儲似乎是大腦的優先選擇,默認途徑。他預計神經遞質多巴胺將被證明將發揮關鍵的信號作用。

Noyes說:“我們相信多巴胺會向大腦發出信號,表明這種記憶足以長期存儲。我們推測Ras和Raf會收到這種多巴胺信號,從而阻斷中間記憶並促進PSD的長期記憶。”

他補充說,這種“中間”存儲系統在人類中的工作方式也需要進一步研究。

他指出:“越來越明顯的是,與中間記憶存儲有關的許多相同基因也在哺乳動物的記憶和可塑性中起作用。”


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