Salk研究人员发现，称为星形胶质细胞的星形细胞有助于大脑建立持久的记忆。这项新工作增加了越来越多的证据表明，长期以来被认为仅仅是大脑支持细胞的星形胶质细胞可能具有更多的主导作用。该研究发表在2019年7月26日的GLIA期刊上，可以为长期记忆受损的疾病提供治疗，如创伤性脑损伤或痴呆。
这表明这些细胞不仅仅是帮助神经元维持其活动。这表明他们实际上在信息如何传播和存储在大脑中发挥着重要作用。“
Teralk Sejnowski教授，Salk计算神经生物学实验室负责人，新工作的高级作者
大脑的神经元依赖于快速的电信号在整个大脑中传播并释放神经递质，但是星形胶质细胞反而产生钙的信号并释放被称为胶质体的物质，其中一些物质与神经递质在化学上相似。经典观点认为，星形胶质细胞的功能主要是为更活跃的神经元提供支持，帮助运输营养物质，清理分子碎片，并将神经元固定到位。最近，研究人员发现，他们可能通过释放胶质细胞在大脑中发挥其他更积极的作用，但这些作用仍然很大程度上是神秘的。
2014年，Sejnowski，Salk博士后研究员AntónioPinto-Duarte及其同事表明，禁用星形胶质细胞中胶质原体的释放会导致一种称为伽马振荡的电子节律，这对于认知技能非常重要。在那项研究中，当研究人员测试残疾星形胶质细胞小鼠的学习和记忆能力时，他们发现缺陷仅限于区分新奇的能力。
在这项新的研究中，Sejnowski的团队第一次寻找具有破坏的星形胶质细胞的小鼠的长期记忆。他们使用的遗传工程动物缺乏称为2型肌醇1,4,5-三磷酸(IP3R2)的受体，星形胶质细胞依靠这种受体释放钙进行交流。
研究人员用三种不同类型的学习和记忆挑战对小鼠进行了测试，包括与一个新物体相互作用并找到迷宫中的出口。在每种情况下，缺乏IP3R2的小鼠显示出与正常小鼠相同的学习能力。此外，在每个初始学习过程后的24-48小时内进行测试时，具有破坏的星形胶质细胞的小鼠仍然可以保留信息 - 例如，通过迷宫找到它们的方式。结果与先前研究中的结果一致。
然而，当该组再等待2至4周并重新测试受过训练的老鼠时，他们看到了很大的差异;缺少受体的小鼠表现得更糟，在完成迷宫时造成的错误超过两倍。
“经过几周的延迟，正常的老鼠实际上比他们在训练后表现更好，因为他们的大脑已经经历了记忆整合的过程，”新论文的第一作者AntónioPinto-Duarte解释道。“缺乏IP3R2受体的小鼠表现得更糟。”
结果是第一次星形胶质细胞缺陷与记忆巩固或远程记忆中的缺陷有关。
众所周知，大脑中记忆巩固的过程涉及影响神经元的几种机制。其中一种机制被认为依赖于神经元之间通信强度的最佳调整，通过长期增强，强度增加，以及长期抑制，其中一些连接减弱。Sejnowski和Pinto-Duarte表明，尽管没有IP3R2且星形胶质细胞活性降低的小鼠前者没有问题，但它们在后者中表现出显着的缺陷，这表明星形胶质细胞可能在长期抑制之间的关系中发挥作用。神经元。
“长期抑制神经元的机制尚未得到充分研究或理解，”Sejnowski说。“这告诉我们，我们应该研究星形胶质细胞如何与这些神经连接的弱化联系起来。”
研究人员已经在计划未来的研究，以更好地了解星形胶质细胞通常影响神经元通讯和记忆的长期抑制的途径。
“这里的长期支出是，如果我们更好地了解这些途径，我们就可以开发出用药物操纵记忆巩固的方法，”Sejnowski说。
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