记忆的形成是通过大脑不同区域中特定记忆印迹细胞（engram cells）之间不断创建新的连接模式来实现的。记忆印迹细胞被经验激活并发生变化，从而存储信息。研究利用基因技术和光遗传学技术，研究了记忆印迹细胞如何形成连接，并发现了一种参与调控这种连接的蛋白质。这项研究揭示了大脑存储记忆的机制，为我们理解学习和记忆提供了新的见解。

关键发现

• 记忆印迹细胞：记忆印迹细胞是一组大脑细胞，它们根据特定经验发生变化并存储信息，使我们能够回忆这些经验。

• 连接形成机制：研究利用基因技术和光遗传学技术，监测了记忆印迹细胞之间新连接的形成，揭示了一种由突触蛋白介导的分子机制。

• 记忆形成的细胞机制：理解记忆形成的细胞机制有助于我们进一步了解大脑如何处理信息并形成记忆。

研究背景

我们的大脑如何整合新信息并形成记忆？由都柏林圣三一学院的Tomás Ryan博士领导的神经科学研究团队发现，学习是通过大脑不同区域中特定记忆印迹细胞之间不断形成新的连接模式来实现的。

无论是刻意、偶然还是意外，我们都在不断学习，因此我们的大脑也在不断变化。当我们探索世界、与他人互动或消费媒体内容时，大脑会捕捉信息并创建新的记忆。下一次我们走在街上、遇见朋友或遇到让我们想起最近听过的播客的事物时，我们会迅速重新激活大脑中存储的这些记忆信息。但这些经验如何改变我们的神经元，使我们能够形成这些新的记忆？

研究方法

为了理解信息如何作为记忆印迹存储在大脑中，研究团队研究了一种学习形式，其中两种相似的经验通过其内容本质相互关联。研究人员使用了一种实验范式，让动物学会识别不同的环境并形成它们之间的关联。通过基因技术，团队标记了大脑中两个不同记忆印迹细胞群，并监测了学习如何表现为这些记忆印迹细胞之间新连接的形成。

随后，利用光遗传学技术（通过光控制脑细胞活动），他们进一步证明了这些新形成的连接是学习发生所必需的。在此过程中，他们发现了一种由突触中特定蛋白质介导的分子机制，该机制参与了记忆印迹细胞之间连接的调控。

研究意义

这项研究为记忆印迹细胞之间突触连接变化作为大脑记忆存储机制提供了直接证据。Ryan博士评论道：“理解学习的细胞机制不仅帮助我们了解如何形成新记忆或修改已有记忆，还推动了我们对大脑工作原理以及处理信息和思维的机制的理解。”

他还指出：“在21世纪的神经科学中，许多人认为记忆存储在记忆印迹细胞或其子组件中。这项研究表明，我们应该在细胞之间寻找信息，学习可能是通过改变大脑的连接图来实现的——更像是一个正在发展的雕塑，而不是计算机。换句话说，记忆印迹不在细胞中；细胞在记忆印迹中。”

未来展望

这项研究为记忆存储的细胞机制提供了新的视角，并为未来研究记忆相关疾病（如阿尔茨海默病）提供了潜在的方向。通过进一步探索记忆印迹细胞之间的连接机制，科学家可能开发出新的治疗方法，帮助那些因记忆障碍而困扰的患者。

关于本研究

• 作者：Thomas Deane

• 来源：都柏林圣三一学院（TCD）

• 研究论文：
  “Engram cell connectivity as a mechanism for information encoding and memory function”
  作者：Tomás Ryan等
  期刊：Current Biology

研究亮点

• 连接两个不同的记忆会诱导底层记忆印迹细胞之间的新连接。

• 记忆印迹细胞之间突触连接的变化是更新记忆所必需的。

• 经历连接可塑性的记忆印迹细胞表现出结构变化。

• 记忆印迹特异性敲低PSD-95蛋白会影响连接并损害记忆消退。

总结

来自经验的信息被整合到大脑中，作为记忆印迹细胞的变化，从而实现记忆存储和回忆。这些变化如何存储特定信息的机制尚不清楚。本研究验证了记忆印迹细胞之间的特定突触连接是信息存储的基础。通过监测学习如何改变记忆印迹细胞之间的连接模式，并评估这些连接变化的功能意义，研究发现了一种由突触后密度蛋白95（PSD-95）介导的突触可塑性机制，该机制影响了记忆印迹细胞之间的连接模式，并有助于记忆的长期稳定性。