一项发表在自然贝勒医学院的研究人员改变了我们理解记忆的方式。到目前为止，记忆一直被解释为大脑细胞神经元的活动，神经元对学习事件和其他事件做出反应控制记忆回忆。贝勒研究小组扩展了这一理论，证明非神经细胞大脑中被称为星形胶质细胞的Nal细胞类型——星形细胞——也储存记忆并协同工作与一组被称为印痕的神经元相互作用，以调节存储和检索无数的回忆。
“普遍的观点是，记忆的形成和回忆只涉及被某些经历激活的神经元印痕，并保持和检索记忆。”通讯作者Benjamin Deneen博士说，他是神经外科教授、Russell J.和Marian K. Blattner博士、癌症神经科学中心主任、贝勒大学Dan L Duncan综合癌症中心的成员、Jan and Dan Duncan神经学研究所的首席研究员。
“我们的实验室在研究星形胶质细胞及其与神经元的相互作用方面有着悠久的历史。我们已经发现，这些细胞在生理上和功能上相互作用密切，这对正常的大脑功能至关重要。然而，星形胶质细胞在记忆的储存和提取中的作用以前还没有被研究过。
研究人员首先开发了一套全新的实验室工具来识别和研究与记忆脑回路相关的星形胶质细胞的活动。
一个典型的实验包括，首先，让老鼠在暴露于特定情况后感到恐惧和“冻结”。当老鼠在一段时间后被放回到同样的环境中时，它们会因为记得而冻结。如果把同样的老鼠放在不同的环境中，它们不会僵住，因为这不是它们习惯于感到恐惧的原始环境。
“通过对这些小鼠和我们新的实验室工具的研究，我们能够证明星形胶质细胞确实在记忆回忆中发挥作用，”Deneen实验室的博士后、共同第一作者伍峰·权博士说。
研究人员表明，在学习过程中，比如恐惧条件反射，大脑中星形胶质细胞的一个子集表达了c-Fos基因。表达c-Fos的星形胶质细胞随后调节该脑区域的电路功能。
“表达c- fos的星形胶质细胞在物理上与印痕神经元接近，”共同第一作者迈克尔·r·威廉姆森博士说，他是迪宁实验室的博士后。“此外，我们发现印痕神经元和物理上相关的星形胶质细胞群在功能上也有联系。激活星形胶质细胞集合特异性地刺激相应神经元印痕中的突触活动或通信。星形胶质细胞和神经元之间的交流是双向的；星形胶质细胞和神经元相互依赖。”
当老鼠处于一个与恐惧无关的环境时，它们不会冻结。Kwon说：“然而，当这些小鼠在非恐惧环境中的星形胶质细胞集合被激活时，动物就会冻结，这表明星形胶质细胞的激活刺激了记忆的回忆。”
为了更好地理解是什么介导了星形胶质细胞群在记忆中的活动，研究人员研究了NFIA基因。
研究小组发现，被学习事件激活的星形胶质细胞的NFIA蛋白水平升高，阻止这些星形胶质细胞中NFIA的产生会抑制记忆的回忆。重要的是，这种抑制是特定于记忆的。
Kwon说：“当我们删除在学习事件中活跃的星形胶质细胞中的NFIA基因时，动物无法回忆起与学习事件相关的特定记忆，但它们可以回忆起其他记忆。”
“这些发现说明了星形胶质细胞在记忆中的作用，”迪宁说。“与学习相关的星形胶质细胞群是特定于学习事件的。调节恐惧经历回忆的星形胶质细胞群与参与回忆不同学习经历的星形胶质细胞群不同，神经元群也不同。”
目前的研究更全面地揭示了参与其中的参与者，以及在记忆形成和回忆过程中大脑中发生的活动。此外，这项研究为研究与记忆丧失有关的人类疾病，如阿尔茨海默病，以及记忆反复出现且难以抑制的疾病，如创伤后应激障碍，提供了一个新的视角。
Junsung Woo, Yeunjung Ko, Ehson Maleki, Kwanha Yu， Sanjana Murali和Debosmita Sardar也对这项工作做出了贡献。他们都隶属于贝勒医学院。
这项工作得到了美国国立卫生研究院拨款（R35-NS132230， R21-MH134002和R01-AG071687），拨款AHA-23POST1019413和韩国国家研究基金会（RS- 2024-00405396）的资助。David和Eula Wintermann基金会、美国国立卫生研究院的Eunice Kennedy Shriver国家儿童健康和人类发展研究所提供了进一步的支持，奖励为P50HD103555。
