神经胶质细胞帮助记忆

大脑中有两种根本不同的细胞类型，神经元和神经胶质细胞。例如，后者隔离神经细胞的“布线”或保证它们的最佳工作条件。波恩大学领导的一项新研究现已发现啮齿动物的另一种功能：结果表明，某种类型的神经胶质细胞在空间学习中起着重要作用。德国神经退行性疾病中心 (DZNE) 参与了这项工作。结果现已发表在《自然通讯》杂志上。

每个地方都有许多特点，使它与众不同，并使它成为一个整体。一棵多节的树。脚下是潺潺的小溪。身后的草地上野花芬芳。当我们第一次访问一个地方时，我们会存储这些特征的组合。当我们再次遇到树木、小溪和野花草地的相互作用时，我们的大脑会认出它：我们记得以前去过那里。

这是通过所谓的突触活动的树突整合等机制实现的。“我们能够证明所谓的星形胶质细胞或星形胶质细胞在这种整合中起着至关重要的作用，”波恩大学医院细胞神经科学研究所的 Christian Henneberger 教授解释说。“它们调节神经元对特定特征组合的敏感程度。”

小鼠大脑中的一百万个位置细胞

在他们的研究中，研究人员仔细观察了啮齿动物海马体中的神经元。海马体是大脑中的一个区域，在记忆过程中起着核心作用。对于空间记忆来说尤其如此：“在海马体中，有一些神经元专门研究那个地方的细胞，”Henneberger 说，他也是该研究项目所在的合作研究中心 1089 的成员，并且波恩大学跨学科研究领域“生命与健康”。仅在小鼠海马体中就有大约一百万个这样的位置细胞。每一种都对环境特征的特定组合做出反应。

地方细胞有很长的延伸，即树突。它们像树冠一样分枝，并点缀着无数的接触点。我们的感官传达给我们的关于某个位置的信息会到达这里。这些联系称为突触。“当信号同时到达许多相邻的突触时，树突中会发生强烈的电压脉冲 - 所谓的树突尖峰，”Kirsten Bohmbach 博士解释说，他在该研究中进行了大部分实验。“这个过程就是我们所说的树突状整合：只有当足够数量的突触同时活跃时才会出现尖峰。这样的尖峰向细胞体移动，在那里它们可以触发另一个电压脉冲——动作电位。”

将细胞置于注意力模式

放置细胞定期产生动作电位。他们这样做的速度可能相差很大。然而，当小鼠在新环境中定位时，它们的位置细胞总是以一种特殊的节奏振荡——然后它们每秒产生五到十个电压脉冲。这种节奏导致神经细胞释放某些信使物质。这就是星形胶质细胞发挥作用的地方：它们有传感器，这些信使物质可以停靠在这些传感器上，然后释放一种叫做 D-丝氨酸的物质。

“然后 D-丝氨酸迁移到位置细胞的树突上，”Bohmbach 解释说。“在那里，它确保树突状尖峰更容易发育，也更坚固。” 当鼠标处于定向模式时，这使它们更容易存储和识别新位置。它类似于出租车司机专注于在市中心导航并记住不断变化的位置。司机旁边的乘客也在看路，但他的心思在别处，注意较少(不过，这种注意现象也涉及相当不同的过程)。

“如果我们抑制小鼠星形胶质细胞提供的帮助，它们就不太可能识别熟悉的地方，”Henneberger 说。然而，这不适用于特别相关的地点——例如，因为它们构成潜在危险：动物继续避开这些地点。“因此，我们发现的机制控制着存储或识别位置信息的阈值。” 结果提供了对记忆如何工作和控制的新见解。从中期来看，它们还可能有助于回答某些形式的记忆障碍是如何发展的问题。

研究结果也是富有成效的校内合作的体现：“如果没有与实验癫痫学和认知科学研究所的 Heinz Beck 教授实验室，特别是他的同事 Dr. . Nicola Masala 和 Thoralf Opitz 博士，”Henneberger 强调说。