构建记忆的模块

学习新事物，记忆过去的经历和适应变化的环境——这些能力由大脑执行，对日常生存至关重要。这种独特的灵活性在某种程度上是通过不断重塑大脑神经细胞来实现的。

马克斯·普朗克神经生物学研究所(Max Planck Institute of Neurobiology)的科学家们已经能够证明，神经元活动导致新细胞连接的形成，并确定这些新突触发挥作用的速度:虽然神经细胞在受到刺激后几分钟内就会与邻近的细胞产生新的接触，但这些连接需要几个小时才能成熟到足以传输信息。

“我真得绞尽脑汁才能明白这个道理!”-在试图理解复杂的事物时，谁没有经历过这种或类似的事情?直到最近，科学家们才能够证明，这不是很牵强。因为无论何时我们学习了新东西，不管它有多复杂，我们的“小灰色细胞”或神经元都会与周围的细胞建立新的联系。如果保留了新的信息，那么这样的联系人就会变得稳定。

然而，发展这些联系的时间框架是什么?当两个神经细胞接触后，信息的交换是可能的吗?当新信息驱散旧信息时，大脑中会发生什么呢?例如，当学习一门新语言时，会导致之前所学语言的知识消失。马克斯·普朗克神经生物学研究所的科学家们现在能够为这些问题提供一些答案。

马丁斯里德的神经生物学家与苏黎世的同事们合作，一直在研究被称为“棘”的新细胞接触的发育与功能性突触的产生之间的关系。突触使细胞间的信息传递成为可能。科学家们一直将实验重点放在海马体的神经细胞上，海马体是大脑的一个区域，对学习和记忆过程至关重要。

为了有意地使神经细胞做出反应，科学家们通过一个短的高频电脉冲刺激一组神经元。众所周知，这种类型的电刺激会导致新脊柱的形成，这与学习过程中发生的情况类似。然而，到目前为止，关键问题仍然没有答案，即这些新的脊髓是否以及何时真正形成功能性突触，从而在记忆功能中发挥作用。

使用延时双光子显微镜，科学家们能够跟踪受刺激区域附近的脊椎的生长。通过电子显微镜的进一步分析，可以在新发育的脊髓中检测到功能突触。观察到的神经元连接的变化及其动态让科学家们感到惊讶:在受到刺激的几分钟内，新脊髓就开始从受刺激的神经细胞中发芽。这些细刺的生长最初不是随机的，而是指向一个潜在的接触点。

然而，尽管这些脊柱迅速连接到新的接触地点，它们的进一步区别似乎遵循了“欲速不达”的格言:不可能在头八小时内通过新建立的接触传递信息。又过了几个小时，科学家才确定这些连接是会退化还是会增强，从而形成突触。所有在24小时后仍然存在的接触都有完全功能的突触，很有可能继续存在。

时间尺度和功能关系的解开并不是科学家们唯一令人兴奋的观察。当一个新的脊柱与一个已经托管了一个联系人的网站建立联系时，新的脊柱很可能会取代旧的连接。“我们还不完全确定这意味着什么，”马克斯·普朗克神经生物学研究所的瓦伦丁Nägerl说。“但它可能表明，例如，新学到的信息可能会导致旧信息的消退。”

更容易检索到以前学过的信息也可能与脊柱变形有关:移位的连接可能不会完全分解，但可能在以后的时间会重新激活。如果这是真的，以及重复的学习冲动是否对突触的发育和寿命有影响，是科学家们现在正在研究的一些问题。所有这些发现都有助于更好地理解与学习和记忆有关的机制。假设你的一些神经细胞刚刚建立了一些新的连接，这也是相对安全的。

引用:Nägerl UV, Köstinger G, Anderson, JC, Martin AC和Bonhoeffer T，活性依赖的脊髓形成后的突触发生，神经科学杂志2007年7月,

来源:马克斯·普朗克神经生物学研究所

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