《科学》 ： 研究发现控制记忆形成主基因

顾汉现

作者：Yingxi Lin等 来源：《科学》

发布时间：2011-12-27 10:01:34

研究发现控制记忆形成主基因

当人们经历新事件时，大脑会以改变神经元连接线路的方式给这件事编码，以此形成记忆。这一过程要打开神经元中的许多基因。据美国物理学家组织网近日报道，最近，美国麻省理工神经科学家找到了控制记忆形成过程的主基因，并揭示了一些支持记忆形成的分子。研究人员指出，该发现有助于最终找到记忆在大脑中的位置。相关论文发表在近日出版的《科学》杂志上。

此前研究显示，在面对新事件时，一种名为Npas4的基因会立刻打开，而在海马体脑区，该基因尤其活跃。麻省理工学院麦戈文脑研究院的林莹希（音译）领导的研究小组对Npas4基因进行了集中研究。Npas4是一种转录因子，能控制其他基因将信息复制到信使RNA。

为了研究记忆形成的基因机制，研究小组设计了一种背景恐惧训练：当小鼠进入某个房间就给予温和电击。几分钟后小鼠就学会了对房间感到恐惧，当它们再次进入该房间时，就会吓得僵住不动。当他们把Npas4基因灭活后，小鼠就不能记起它们的恐惧训练，仅灭活海马体CA3区的该基因也有同样效果，但灭活海马体其他部分的该基因，就没有这种效果。

研究发现，Npas4在训练的最初阶段就已被打开，而且主要是在海马体的CA3区。“这表明Npas4和其他活性控制基因不同。”林莹希说，“Npas4会打开一系列其他基因，把经历和脑线路的最终改变结合起来。”

论文第一作者、林莹希实验室研究生卡迪克·拉玛莫西说：“我们认为，Npas4是作为一种最初的起动器，它可依次激活位于脑中各个适当位置的所有其他下游标靶，最终它们会通过改变突触抑制的方式或者其他某种我们还未理解的过程，修改突触连接。”

迄今为止，研究人员已经识别出少量由Npas4控制的基因，但他们认为这样的基因可能有上百个，下一步是找到更多这些基因。他们还计划进一步研究在形成记忆和提取记忆时，打开Npas4的神经元是否相同，这有助于找到那些存储某个特定记忆的神经元。

“我们正在寻找记忆。”拉玛莫西说，“由于Npas4的特殊打开方式，它能为我们指明记忆在什么地方。通过标记哪些细胞打开了这种基因，就可能找到大脑中记忆的位置。”

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《科学》发表论文摘要（英文）：

http://www.sciencemag.org/conten ... e-af37-18223721a1ea

邓文龙

美科学家有望发现大脑记忆存储位置(图)

2011-12-28 09:24:01　来源：新浪科技　　



　　美国麻省理工学院的科学家发现一种在老鼠回想起遭电击经历时处于活跃状态的基因，破坏这个基因后，它们又忘记这一可怕记忆。这一发现有助于科学家揭示出特定记忆存储在哪些大脑细胞

　　北京时间12月28日消息，据国外媒体报道，美国麻省理工学院的神经科学家表示，他们即将发现记忆存储在大脑的哪些区域，甚至能够确定特定记忆存储在大脑内的哪些细胞。研究过程中，科学家发现一种在记忆存入大脑时“打开”的基因。这个基因可充当一个化学标迹物，最终帮助科学家揭示大脑的哪些区域存储记忆，甚至能够具体到特定记忆存储到哪些大脑细胞(神经元细胞)。

　　揭示出哪些细胞存储记忆是科学家在了解大脑方面取得的一项突破，可能打开一扇新研究领域大门，例如改变或者创造记忆。麻省理工学院研究生卡帝克-拉马摩尔希表示：“我们正在搜寻记忆的去向，我们认为可以利用这种基因发现记忆的存储位置。”在经历新事件时，我们的大脑通过改变神经元细胞之间的连接形成新事件的记忆。很多基因在这个过程中激活，其中一个基因尤为重要，即控制记忆的主宰基因。

　　麻省理工学院的神经学家可能发现了控制这一复杂过程的主宰基因。这个基因在海马状突起内尤为活跃。海马状突起对形成长期记忆至关重要。麻省理工学院大脑与认知科学系助理教授林英熙(Yingxi Lin，音译)表示：“这个基因将经历与最终的大脑电路变化联系在一起。”

　　为了研究记忆形成的基因机制，研究人员对进入一个特殊舱室的老鼠进行轻微电击。几分钟内，老鼠便对这个舱室产生恐惧感，下一次进入时，它们会吓得呆住。研究人员发现此时的基因Npas4特别活跃。在破坏Npas4之后，老鼠无法回想起这个舱室的可怕。研究人员认为这个基因对所有类型的记忆都至关重要。除了寻找记忆主宰基因外，麻省理工学院的科学家还计划在记忆形成时“打开”的神经元细胞是否在找回记忆时处于活跃状态。这将帮助他们确定哪些神经元细胞存储特定的记忆。（孝文）