近日，发表在《Nature》杂志上的一项研究报告“Learning-associated astrocyte ensembles regulate memory recall”彻底改变了我们对记忆的理解。这项由贝勒医学院等机构的研究人员进行的研究表明，大脑中的星形胶质细胞（astrocytes）——一种非神经元细胞类型——不仅与神经元紧密互动，还在记忆的储存和提取中发挥着重要作用。

 

#### 记忆的形成和回忆

 

记忆的形成和回忆一直是神经科学领域的重要课题。传统观点认为，记忆痕迹（engrams）是由一群在学习事件中被激活的神经元组成的，这些神经元控制记忆的回忆。然而，这项新研究揭示了星形胶质细胞在这一过程中的关键作用。

 

#### 星形胶质细胞的新角色

 

**实验设计与发现**

 

1. **实验设计**：

   - 研究人员设计了一个实验，让小鼠在特定情境下感到恐惧并“僵硬”（freeze）。当这些小鼠再次被放入相同的环境中时，它们会再次“僵硬”，但在不同的环境中则不会，因为这不是它们习惯于感到恐惧的地方。

 

2. **星形胶质细胞的激活**：

   - 在学习过程中，大脑中的一群星形胶质细胞会表达c-Fos基因。这些表达c-Fos的星形胶质细胞随后会在大脑区域中调节回路功能。

   - 这些星形胶质细胞在物理上与记忆痕迹神经元非常接近，并且在功能上也存在密切联系。激活星形胶质细胞可以特异性地刺激记忆痕迹神经元中的突触活性或通信。

 

3. **双向交流**：

   - 星形胶质细胞和神经元之间的交流是双向且相互依赖的。海马体神经元的化学发生激活可以诱导星形胶质细胞亚群中c-Fos的表达。

 

#### 星形胶质细胞与记忆

 

1. **记忆的触发**：

   - 当小鼠处于与恐惧无关的环境中时，它们不会“僵硬”。然而，当在非恐惧环境中激活这些小鼠的星形胶质细胞时，它们会出现“僵硬”的现象，这表明星形胶质细胞的激活可以触发记忆。

 

2. **NFIA基因的作用**：

   - 研究人员对NFIA基因进行了研究，发现学习事件激活的星形胶质细胞中NFIA蛋白的表达水平会升高。

   - 阻断这些星形胶质细胞中的NFIA基因会抑制记忆的回忆，而且这种抑制具有一定的记忆特异性。当在学习事件期间剔除星形胶质细胞中活跃的NFIA基因时，小鼠无法回忆起与该学习事件相关的特定记忆，但可以回忆起其他记忆。

 

3. **特定的星形胶质细胞群**：

   - 与学习相关的星形胶质细胞群可能是特定于学习事件的。例如，调节恐惧经历回忆的星形胶质细胞群与参与不同学习经历的星形胶质细胞群不同，也与神经元细胞群不同。

 

#### 研究的意义

 

1. **记忆机制的新理解**：

   - 这项研究全面揭示了参与记忆形成和回忆的大脑活动，表明星形胶质细胞不仅是记忆痕迹的一部分，还在记忆的储存和提取中扮演着关键角色。

 

2. **临床应用**：

   - 这一发现为研究记忆丧失（如阿尔茨海默病）和记忆反复出现且难以抑制（如创伤后应激障碍）的多种疾病提供了一个新的视角。

 

3. **未来研究**：

   - 研究者认为，与学习相关的星形胶质细胞群可以作为一种可塑性的形式，足以激发记忆的回忆。这项发现为我们理解记忆的复杂机制提供了新的线索，并为未来的研究开辟了新的道路。

 

总之，这项研究揭示了星形胶质细胞在记忆形成和回忆中的关键作用，为神经科学领域带来了新的突破。未来的研究将进一步探索星形胶质细胞的具体机制，为治疗记忆相关疾病提供新的策略。