一种特殊的神经递质受体支持大脑中的最佳信息处理

长期以来，研究人员一直对学习和记忆的形成着迷，许多问题仍然悬而未决。波鸿的神经科学家Denise Manahan-Vaughan教授和Hardy Hagena博士发现了这一复杂过程的关键组成部分。一种特殊的神经递质受体，即代谢性谷氨酸受体，是激活海马体中相反形式的可塑性的开关，海马体是大脑中对记忆形成至关重要的区域。他们在最新一期的神经科学杂志．

神经元之间的突触处理不同的信息

海马体周围的大脑区域是至关重要的内存空间信息的形成和处理。海马体本身可以细分为不同的区域:齿状回、氨角(ca3)和CA1。需要处理的信息像交通路线一样依次经过这三个区域，每个区域处理不同的环境空间信息。CA3在这里起着重要的作用。它通过所谓的苔藓纤维(MF)接收信息，这些纤维起源于齿状回神经元，与锥体神经元一起在CA3中形成突触;在这种情况下是mf - ca3突触。马纳汉-沃恩教授说:“这些突触很可能参与新的记忆痕迹的编码。”此外，同一大脑半球的CA3区域的神经元以及邻近的大脑半球的神经元通过特定的纤维进行交流——即通过AC-CA3突触的联想/合用(AC)纤维，并可能支持已建立的记忆的检索，这一过程被称为“模式检索”。Hardy Hagena解释说:“我们已经证明了这两个突触处理不同类型的信息，而这些信息又可能构成这些突触记忆编码和检索的细胞机制。”

适应要求:突触可塑性

但是MF-CA3突触和AC-CA3突触的信息处理有什么不同呢?在神经层面上，信息处理触发了对需求的适应，即本质上是一种记忆效应。研究人员称之为突触可塑性．它表现为两种形式:长期增强，LTP，突触效能的增强;长期抑制，LTD，突触效能的削弱。LTP和LTD都编码不同类型的空间信息．先前的研究表明，对于不同的大脑区域，大脑会产生不同的反应代谢性谷氨酸受体5 (mGlu5受体)在这种长期形式的突触可塑性中起着至关重要的作用。

受体是如何影响记忆形成的

Hagena解释说:“基于这些发现，发现mGlu5受体是否以及在多大程度上影响突触可塑性，从而影响CA3区域的记忆形成，是非常有趣的。”研究人员用药理学方法关闭了MF-CA3突触上的受体，然后刺激各自的信息传递纤维。随后，他们没有再检测到任何LTP，但他们继续观察到LTD。与此相反，在AC-CA3突触关闭mGlu5受体后，LTD被阻断，但LTP没有。研究人员总结说:“这些结果表明，一旦mGlu5受体被激活，LTP主要在MF-CA3突触中被触发，而LTD主要在AC-CA3突触中被触发。”

对海马体区域运作模式的精彩洞察

研究人员总结了他们的发现:“这些结果让我们对海马体CA3区域突触可塑性的运作模式和调节有了一个迷人的见解。”“mGlu5受体的影响特别有趣，它通过主要在MF-CA3突触中触发LTP和在AC-CA3突触中触发LTD，决定了突触激活的可塑性方向，例如学习过程，有关环境的新信息的处理和记忆检索过程(如'模式完成')突触这种相反的突触可塑性调节支持最佳的信息加工和存储，突出了这个区域在学习过程中所起的独特作用记忆的形成．