星形胶质细胞有助于协调学习和记忆中的突触活动

日本理研研究所(RIKEN)的神经科学家们发现了一种令人惊讶的机制，即小鼠的神经元活动是如何动态调节的——一些突触的信号增强，而另一些突触则保持沉默——从而促进学习和记忆形成的过程。这一发现为大脑中被称为星形胶质细胞的细胞在记忆创造中所起的作用提供了新的见解。

理研脑科学中心的Goda由Yukiko领导的团队一直在寻求理解学习和记忆形成背后的神经过程。Goda说:“我们的主要目标之一是了解单个突触的强度是如何设置和动态修改的。”

在2016年的一项研究中，Goda的团队使用细胞培养来源于大鼠脑，用于研究简单系统的行为，其中多个输入神经元与单个受体神经元的树突形成突触连接。他们确定星形胶质细胞(图1)——一种在大脑中发挥各种基本支持功能的高度丰富的细胞群——促进了活跃突触的加强，同时削弱了不那么活跃的突触连接。

现在，研究小组对这种调节机制进行了更深入的研究。他们特别关注的是受体在记忆形成的大脑区域海马体中产生n -甲基- d -天冬氨酸(NMDA)。

“NMDA是海马体中神经元信号的一个公认的组成部分，”Goda解释说。“但是星形胶质细胞NMDA受体受到了一些质疑。”尽管如此，她的团队之前的工作提供了令人信服的证据，这些受体直接参与调节附近神经元之间的连接。

在目前的研究中，Goda及其同事使用各种干预手段选择性地干扰小鼠星形胶质细胞中NMDA受体的活性。这些治疗明显影响了突触前一侧的活动，调节输入神经元的末端，而不是接收这些信号的神经元的树突。因此，输入神经元和接收神经元之间的突触活动总体上变得更加一致，而不是动态地转向某些突触相对于其他突触的活动。

与冲绳科学技术研究生院(OIST)的Tomoki Fukai团队合作完成的数学建模显示，突触功能的这些变化大大降低了海马体的神经可塑性，即通过加强和削弱记忆的选择性强化突触之间的神经元．

Goda说:“我们的工作表明，星形细胞信号有助于确保突触前强度的广泛分布。”

的团队目前正试图更好地了解海马星形胶质细胞中NMDA受体的组织、活性和分布，以及这些非神经元受体对动物行为的更广泛影响。Goda说:“我们想要发现星形胶质细胞NMDA受体受损的小鼠是否表现出改变的海马网络活动，如果是这样，这些变化是否与空间和上下文学习有关。”

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