神经期刊关于记忆的形成与发展研究

与卡尔松和格林加德的研究既有不同又有联系的是坎德尔的研究。坎德尔利用海洋生物海兔来研究生物的记忆功能，涉及到神经递质和蛋白质磷酸化在记忆中的作用。 坎德尔发现，海兔的短期记忆和长期记忆都与突触和神经递质有关。在感觉神经与做出反应的肌肉相连接的突触上，神经递质释放得越多，海兔的学习和记忆保护能力就越强。他发现，较弱的刺激形成短期记忆，时间持续几分钟到几小时。这种短期记忆的机理是由于神经细胞的离子通道发生变化，较多的钙离子进入神经末梢，导致突触释放更多的递质，从而使记忆加强。而突触释放较多递质的最重要的原因是由于离子通道的蛋白质磷酸化所致，这正与格林加德的研究不谋而合。 坎德尔还发现，海兔的长期记忆与短期记忆的基础不同。长期记忆的机理需要生成新的蛋白质和蛋白质水平的巨大变化。无论是短期记忆还是长期记忆，均发生在神经细胞的突触部位。 到了九十年代，坎德尔用小鼠做实验也得到了类似的结果，因此推论人的记忆功能也在突触部位，但是其功能、原理和过程更为复杂。坎德尔的研究为大脑记忆研究奠定了基础。正是在坎德尔的基础上，今天人们已经了解到了大脑记忆的一些分子机制并提出了一些新理论。

通过测定电刺激的方法，他们发现这个基因对大脑记忆神经之间进行更为流畅的对话是必需的。海马神经元间的电脉冲活性也发现对短期记忆或长期记忆至关重要。这项研究发表在9月1日《神经科学杂志》上。当细胞带有Rab3A基因时，细胞中的BDNF激素会使相邻神经元的电讯息交流量增加200-300%。缺乏Rab3A基因的细胞，则没有增加。科学家认为这项研究可能有望帮助解开记忆的一些奥秘，例如，从单个神经元水平界定记忆形成的遗传原因，了解健忘和痴呆，帮助我们鉴定病态细胞和健康细胞，最终开启新型的记忆缺陷治疗方法之门。Robert Wood Johnson医学院神经科学和细胞生物学系的主席，主要研究人员Ira Black教授解释道，“这项研究结果允许我们将基因行为与单个记忆细胞精确的电讯息交流功能联系起来，这让我们更好的理解记忆的奥秘。”这份研究的独到之处在于聚焦在单个细胞水平上。Black博士也预期将发现许多记忆必需基因，使对记忆缺陷的治疗将涉及一打或更多关键基因。来自美国菲尼克斯转基因组学研究所的研究人员，利Affymetrix500KArray的新芯片技术发现了一个称之为Kibra的人类记忆相关基因，这项研究结果有助于研究人员更加了解记忆的分子层级，也许可用于治疗如阿兹海默症和帕金森症等疾病。本研究结果发表于新出炉的Science中。这项研究是由DietrichStephan博士所领导。到目前为止，研究人员还不能针对记忆过程相关的遗传成份，进行高密度分析，TGen研究小组利用AffymetrixHumanMapping500KArrays同时分析了500,000个DNA标记，获得了一张有关记忆研究参予因子的遗传图谱。研究人员再比对记忆力好的和记忆力差的人群，寻找在前者中存在，但在后者中缺失的遗传变异，最终发现了Kibra基因。之后，他们再进一步将这个基因复制至两个不同的亚群中，证实了之前的研究结果。这项寻找记忆基因的研究，应用了先进的技术，证实了一项好的研究是离不开先进的技术，而且技术的进步也会带给科学家们创新的灵感。2015年5月29日中科院生物物理所张宏课题组最近在权威期刊Autophagy上发表了题为“The autophagy gene Wdr45/Wipi4 regulates learning and memory function and axonal homeostasis”的研究论文，报告了他们在Wdr45/Wipi4基因在认知和神经退行性改变中所起作用的工作。研究人员前期工作通过线虫遗传筛选发现epg-6基因是一个重要的多细胞生物特有的自噬基因，这一基因在哺乳动物中对应的同源基因为WDR45/WIPI4基因。WDR45基因编码一个含有WD40重复序列的PtdIn(3)P结合蛋白。人类遗传学研究发现WDR45的基因突变可以引起一种神经退行性疾病——BPAN（beta-螺旋蛋白相关的神经退行性疾病），这种疾病是NBIA（伴随铁聚积的神经退行性疾病）的一种亚型。为了研究WDR45基因在哺乳动物中的功能，张宏课题组构建了神经系统特异性敲除Wdr45基因的小鼠（Nes-Wdr45fl/Y小鼠）。Wdr45基因敲除小鼠会出现运动协调性降低，并且学习记忆功能严重受损。组织病理和免疫组化研究发现Wdr45基因敲除小鼠脑内出现严重轴突水肿，并伴有大量嗜酸性小体聚积。还发现Wdr45基因敲除小鼠的自噬通路受到抑制，在神经元和水肿的轴突中自噬底物SQSTM1和ubiquitin明显累积。通过研究发现，Nes-Wdr45fl/Y小鼠出现部分与BPAN患者类似的表型，包括认知障碍和轴突稳态失衡。因此该项研究有助于进一步了解BPAN的发病机制，同时也有助于深入研究自噬在维持轴突稳态中的作用。

记忆的原理　　记忆是过去的经验在人脑中的反映，是一种复杂的心理活动。形成记忆的过程包括识记、保持、再现和回忆四个基本过程。　　识记是通过感知得到信息并在脑中留下印象的过程，是整个记忆活动的开始，依据事先有无目的，可分为有意识记和无意识记。 　　保持是信息的编码与储存，从信息处理的角度来说，再现和回忆都可以归入信息检索里来，这样所有的记忆基本上要通过以下历程：　　编码、存储、检索 　　编码 　　我们在学习文字时，按事物的形状、声音、意义，分别编成各种代码（文字），依类是形码、声码、意码。同样在储存信息之前把信息译成记忆码的过程，我们就叫做编码。　　从当前的脑科学研究成果中，我们得知脑是由神经细胞（又叫神经元）构成的，神经细胞分为树突、细胞体和轴突三部分。轴突于树突之间的相接处叫突触。突触是神经细胞之间传递信息的结构。当神经细胞受到刺激时，突触就会生长、增加，使之与相邻的神经细胞联结、沟通。接受同样的刺激次数越多，其联结就越紧密而形成了定式，这就是人们通常所说的记忆。通过观察发现，人的记忆越发达，突触就会越多，当把突触切断后能影响记忆。　　到底神经元通过什么规律将外界接收的信息编码呢？这个问题只好留给聪明的科学家了，要提高记忆力，就需要掌握编码规律，然而在科学家们解开这个迷之前，只好通过专家们总结的规律来改进我们的方法了。　　我们知道感官系统对于刺激并非悉数接收，所以记忆时所获得的编码也并非是所有事件精确的被记录，而是由于知觉经验和感知经验去判断要选择哪些做为记忆码内容。所以，记忆码是被选出来的信息中建立起来的。　　为了提高编码的效率，我们在记忆信息之前，对信息进行系统的程序化处理，再进行识记会提高编码效率，提高记忆。　　与编码相关的六个概念是：注意，复述，深加工，精细加工，建构意向，组织。 　　存储 　　前面我们说过神经元的联结越密越会形成定式。这个定式我们也叫神经回路。神经回路的形成一般认为有四个连续阶段，也可以认为是信息保存的四个阶段。　 　　第一个阶段是通过感觉系统获得信息，储存在大脑的感觉区内，储存的时间很短，如果信息这时通过加工处理，分类就会形成新的印象转入下个阶段。这一阶段是由脑内海马神经细胞回路网络受到连续的刺激而形成的，也就是突触结合长时间持续增强，会延长信息停留的时间，这个阶段也叫第一级记忆，信息在第一级记忆停留长时间后就会进入第二级记忆，这个阶段信息的保留可能和蛋白质合成有关，我们的信息如果常被使用，它就不会被遗忘，而会再往下一级跳，在第三级记忆内就会形成神经回路网络，脑内新突触的联系越多，就被认为是记得越牢固，更准确的说就是被存储在大脑中了