負(fù)責(zé)對新記憶編碼的年輕神經(jīng)元(粉色)必須與成熟神經(jīng)元（綠色）競爭，才可以存活下來并進入海馬區(qū)回路。
大腦中有數(shù)十億的神經(jīng)元。在大腦皮層褶皺的深處，海馬區(qū)的神經(jīng)干細(xì)胞持續(xù)不斷地生成新的神經(jīng)元，這會導(dǎo)致新老神經(jīng)元斗爭，因為新的神經(jīng)元試圖在大腦記憶形成中心得到立足點。
在發(fā)表在《Neuron》上的一項研究中（點擊左下角閱讀原文），麻省總醫(yī)院哈佛干細(xì)胞研究所(HSCI)和哈佛大學(xué)-麻省理工學(xué)院的Broad研究院的研究人員與國際上的科研團隊共同合作，他們發(fā)現(xiàn)應(yīng)該在這種競爭中支持新生成的神經(jīng)元。
HSCI的Amar Sahay博士說：“海馬區(qū)使得我們可以形成新的記憶，幫助我們?yōu)樯顚?dǎo)航。神經(jīng)形成（干細(xì)胞生成新的神經(jīng)元）對于使類似的記憶區(qū)分開來非常重要?！?/p>
隨著人類大腦的成熟，舊神經(jīng)元之間的連結(jié)變得更強，神經(jīng)元越多，連接就越錯綜復(fù)雜，使得集成新生成的神經(jīng)元更加困難。神經(jīng)干細(xì)胞生成新神經(jīng)元的能力就下降，導(dǎo)致神經(jīng)生成衰退。隨著幫助分類記憶的新神經(jīng)元減少，衰老的大腦區(qū)分和接收信息的效率就會更差。
研究團隊選擇性地使轉(zhuǎn)錄因子Klf9過度表達，這可以消除小鼠大腦中舊神經(jīng)元超過五分之一的樹突棘，增加集成到海馬區(qū)回路新神經(jīng)元數(shù)量的二倍，并且激活了神經(jīng)干細(xì)胞。當(dāng)研究人員使Klf9的表達回歸正常，舊神經(jīng)元樹突棘又會重新形成。然而，之前集成的神經(jīng)元仍然在。
Sahay說：“因為我們可以可逆地完成這項實驗，在小鼠生命周期的任何時間點我們都可以使用新的編碼單元更新小鼠的海馬區(qū)?！?/p>
研究人員們采用了一種補充策略，他們刪除了Rac1蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)對舊神經(jīng)元的樹突棘非常重要，這么做也可以達到同樣的效果，增加了新神經(jīng)元的存活率。
為了使兩種相似的記憶區(qū)分，海馬區(qū)激活兩群不同的神經(jīng)元為每種記憶編碼，這個過程叫做模式分離（pattern separation）。當(dāng)兩群神經(jīng)元互相重疊時，研究認(rèn)為這種情況下分辨兩種相似的記憶更加困難。如果記憶被重疊的神經(jīng)元群編碼，海馬區(qū)可能會不合時宜地檢索它們。如果神經(jīng)元被不重疊的神經(jīng)元群編碼，海馬區(qū)將它們分別存儲，并且在合適的時候進行檢索。
神經(jīng)形成增加的小鼠記憶重疊更少，記憶更加準(zhǔn)確也更加牢固。在中年和老年時期增加神經(jīng)形成的小鼠都表現(xiàn)出了更精確的記憶。
Sahay說：“我們相信，通過增加海馬區(qū)的能力并且不恢復(fù)過去的經(jīng)驗會起作用。這尤其對于創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙、輕微認(rèn)知能力衰退或者與年齡相關(guān)的記憶損失有作用?！?/p>
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