为什么大脑更有效？我必须问改变记忆研究的兔

文字|下一个文字中的问题|下一个question在2024年7月的下雨天的一天，蒂姆·布利斯（Tim Bliss）和特耶·洛莫（TerjeLømo）聊天，嘲笑他们在奥斯陆以外的莱莫（Lemo）家，当他们感到兴奋时，他们不时拍打桌子。两位科学家聚集在这里，写下神经科学家的生活，每个安德森（Andersen），挪威神经科学家实验室的灯光，照亮了两个年轻人的道路，以探索半个世纪前的记忆之谜。科学伙伴只有一位作者在这一生中扮演角色，这项研究发表在1973年的《生理学杂志》上，现在被视为记忆中的研究和研究。这首先表明，当神经元继续以高频刺激另一个时，受体将产生一种加强响应，这需要花费时间，这比以前认为瞬态效应的想法更重要。这种现象后来被称为长期潜力（从这里称为LTP），现在的研究人员K现在，该机制是脑记忆的研究和功能的基础。科学家同意，LTP在加强神经元（或突触）连接方面起着重要作用，使大脑根据经验进行调整。越来越多的证据表明，LTP可以在包括记忆缺陷*和疾病*在内的各种问题中发挥重要作用。翻译器注意：内存缺陷是指个人的内存 - 记忆障碍，这可以表现为记忆丧失，健忘，记忆错误或记忆失真。疼痛是一种疾病，重复且严重的疾病是主要疾病。它的疾病程度与医学检查目标的结果不符，并且经常伴随着明显的社会和心理因素。疼痛疾病被归类为精神疾病诊断手册中躯体症状或焦虑疼痛的疾病（第五版）。从那以后，Bliss和Lemo就一直没有与出版论文合作。实际上，THEY所有人都停止研究LTP -Briss近十年来一直没有参与相关研究，而Lemo在他的余生中都没有被相关主题所感动。布利斯说，尽管知道发现了重要的现象，但一开始就“没有”。在1970年代初，神经科学家埃里克·坎德尔（Eric Kandel）证实，化学上的变化突触可以解释某种简单的研究行为，这一想法已经证明了海sl。但是科学家不知道这些发现是否适用于哺乳动物，还是可以解释更复杂和长期的研究类型，例如持续多年的记忆发展。扩展全文 ▷照片：超过50年前，测量兔子中海马神经细胞活性的实验首次暗示了脑记忆机制。资料来源：知识杂志 01内存源 LTP的最初发现意外种植了柳树和阴影。他研究海马在奥斯陆时期，先前的研究认为，该地区是存储哺乳动物记忆的关键。 Lemo想知道重复的电脉冲（模仿神经元的信号）是否可以增强海马神经元对随后的刺激的敏感性。结果，他将及时的脉冲电流应用于活型神经元。令他惊讶的是，细胞反应增加了，有时甚至超过几分钟。但是，由于研究这些长期效果需要大量时间，而且他目前无法摆脱其他活动，因此他已经完成了与研究相关的研究。 英国学者蒂姆·布利斯（Tim Bliss）的到来改变了一切。尚未在麦吉尔大学（McGill University）的猫大脑研究中取得任何成功的医生，他们仔细捕捉了Lemo发现的潜在内容。在他的建议中，他们两个每周有一天有一天进行系统的实验。 他们使用示波器显示Neurson A的电响应s波和拍摄每个神经元的反应，以便它们可以比较刺激的神经元和静息神经元之间的反应。洗涤后的实验膜在研究所楼梯上自然干燥，视频从顶层悬挂到地下室。之后，他们坐在灯箱的前面，测量并比较射击反应的大小与印刷的图形图形。 ▷照片：蒂姆·布利斯（Tim Bliss）（左）和terjeLømo（右）首先发现并描述了LTP，看了他们在第一个实验中录制神经元活动的旧电影。资料来源：蒂姆·弗尼蒙（Tim Vernimen） 结果清晰准确。经过短暂的高频刺激后，增加的神经元振荡幅度可能需要长达10个小时，表明兔海马中的神经元与Stronger反应。这种长期变化称为长期增强。这种现象与Scienti指定的研究和记忆的基本机制高度一致sts。 莱莫（Lemo）和布利斯（Bliss）对这一发现感到震惊，但他们还没有准备好发表论文，因为他们认为必须加深研究。因此，当他们都搬到伦敦的各个机构时，他们仍将每周收集并进行后续研究。但是，在失败中，他们无法复制原始结果。 1971年，莱莫（Lemo）回到奥斯陆（Oslo），在他的原始实验室再次尝试，但实验没有成功。 经过多年的思考，他们说，在第二个实验中，兔子可能会感到焦虑。压力增强了LTP在某些部分NG海马中的表达，但可以防止LTP来自其他部位，包括Lemo和Leake Chapply衡量神经元活动的区域。 由于很难复制早期结果，Lemo决定研究神经元如何与肌肉相互作用。同时，幸福通过在兔子清醒大脑中种植电极成功证明了LTP。这两项研究，由BL的幸福驱动Iss Tony Gardner -Medwin，于1973年以Unity出版，Bliss和Lemo Research的结果终于公开了。 02研究机制 就像麻省理工学院的神经科学家马克·贝尔（Mark Bear）所说，布利斯（Bliss）和莱莫（Lemo）发现“没有今天的关注。”贝尔（Bell）于1979年加入研究生院时，LTP“尚未出现在书中”。但是此后，越来越多的研究人员对此感兴趣。 在1980年代初期，一些技术的进步使LTP研究变得更加容易。例如，研究人员可能会使用离体暴发的海马部分来阻止或激活药物突触中的特定蛋白质以探索其LTP效应。通过这种方法，研究发现，LTP的出现需要两个蛋白质受体的神经细胞之外，该神经细胞专门用于在整个膜中传输信号，称为AMPA和NMDA受体。研究还发现，发送神经元的谷氨酸分子释放是使LTP成为许多人的关键步骤海马中的突触。 锁定这些主要分子后，科学家启动了LTP调节是否会影响P的动物实验。在1980年代进行的一系列重要实验中，神经科学家理查德·莫里斯（Richard Morris）发现，用小鼠阻塞NMDA受体的药物削弱了他们学习如何前往迷宫的能力，而不服用药物的小鼠可以轻松地进入迷宫，而河马突触已连接到LTP。 但是，对推动和维持LTP的分子事件的依从性，如果在发送信号或接收信号的信号的神经元中发生关键变化，则仍然进行了更多的研究。在这一系列新发现中，随之而来的争议和研究人员有不同的看法。贝尔记得与LTP研究人员在冬季会议上举行滑雪场的对话。科学家“将每个人都归咎于到达山顶的途中，因为每个人都有不同的竞争WS在LTP机制上。” 03海马连接 研究后来证明，研究和接受神经元相对有效。 LTP开始接收神经元，但在大多数情况下，神经元的运输正在迅速变化。侧面例外，通常在突触中发生的变化，这是通过重复使用加强的，这在一项名为CA1（Cormus Ammonis 1）*的深海水马研究中得到了证明。 翻译器注意：CA1是位于Ammon点尽头的海马结构的主要子区域，也是海马回的一部分，它参与了空间记忆的开发和获取。 首先，神经元传播将谷氨酸释放到突触裂缝中。接下来，分子与接收神经元上的AMPA受体结合。结合导致AMPA受体的变化，细胞膜中的开放通道，并使钠离子流入细胞。 钠离子的流量减少了神经元膜的电势差，此过程称为去极化*，可降低细胞中的负电性能。目前，LTP尚未发生。但是，如果在特定的时间窗口（通常使用100张刺激）在引起LTP中的谷氨酸释放和AMPA受体的激活通常足够，则所得的去极化将导致NMDA受体打开接收细胞表面的通道。 钙离子流向，引发级联反应，从而增加了Paccept A神经元顶部的AMPA受体的数量。同时，在附近的膜神经元运输区域中储存的谷氨酸量已经攀升，从而使其释放更多的谷氨酸，以与增加的AMPA受体结合到接收神经元，从而在发送和接收神经元之间建立了增强的联系，这可能需要花费很多小时，几天，甚至几个月。这就是科学家定义的LTP。 记住翻译器：删除是指潜在的电位的过程l从静止状态（通常约为-70mV）到正方向的细胞膜l，即膜的内部和外部之间的电势差减小（如-70mV至-50mV）。这是产生神经元和肌肉细胞潜在作用的关键步骤。 ▷照片：LTP过程（左至滑动）。 1/4。通过神经元神经元（发送者神经元）通过第二个神经元（接收神经元）在连接处释放化学谷氨酸的Elektrical信号。 2/4。谷氨酸分子粘附在神经元接收中称为AMPA受体的蛋白质。它在AMPA受体内部打开一个通道，从而使带正电荷的钠离子流入细胞中。钠离子的流动减少了膜两侧的电荷差异（即，它会降低膜）。 3/4。在接收神经元的同时，第二个蛋白NMDA受体打开，允许钙的正离子流动。去极化增加。在特定中C阈值，接收神经元将释放自己的电信号。 4/4。如果这些事件经常发生，那么细胞AY的接受是通过增加AMPA受体的响应，使其对谷氨酸更敏感。细胞传播还将增加其释放的谷氨酸含量。这些变化在一起增强了神经。 资料来源：知识杂志 04突触研究 尽管LTP在研究和记忆中的具体作用仍然是一个尚未解决的谜团，但1973年的幸福和LEMO研究仍然开放了一个新的规模，以揭示突触增强机制。 幸福和莱莫（Lemo）在1970年代表达了他们的发现后不久，科罗拉多大学的已故神经科学家伊娃·菲科瓦（EvaFifková）是使用电子显微镜使用电子束生产高度凸起的物体图像的电子显微镜研究的LTP开拓性LTP。克里斯汀解释说：“ Fevkova迅速释放了脑疗法，以影响LTP，然后剪切，拍照和打印。”哈里斯（Harris），奥斯汀德克萨斯大学的神经科学家。 Fifkova对在神经元的小树突起中生长的棘感兴趣，从而使神经元接收来自其他细胞的信号。因此，被称为树突状的刺是各种形状，一些这样的蘑菇和一些这样的荆棘，这些刺是负责在神经元之间建立新的联系。 Fifkova从图片中切出刺，并称重纸张，以使LTP中涉及的棘突的大小以及不参与LTP的刺。他发现LTP显着抬起了脊柱。它问下一个问题，为什么这样的结果会发生？这个问题是整个哈里斯的职业生涯。他正在努力回答这个问题以来。 通过对树突刺进行数字三维重建，哈里斯和他的同事们证实，LTP正在导致树突炎的物理增大。这种增长非常重要，因为它创造了空间R复杂的生化机制需要将LTP保存在细胞中。突触通常位于神经元中部的微米的道路，这是细胞中大多数蛋白质的大部分蛋白质。为了维持LTP，有必要在本地建立一个“工厂”，以产生维持LTP所需的AMPA受体等蛋白质。哈里斯（Harris）解释说，产生和积累分子以增强突触生长的时间需要更长的时间，这可以解释为什么重复的间隔研究效果最好。 “重复的重复意味着增强连接”。 而Harris等。为了了解LTP的准确分子机制，其他研究人员将继续探索其与动物学习记忆的相互作用。例如，贝尔和他的麻省理工学院团队开创了证据，证明有限公司参与了对老鼠的恐惧的记忆。在2006年的实验中，他们训练了大鼠以避免黑脚，同时使用电极记录海马神经的反应NS。贝尔说：“ LTP确实被注意到了：在学习之后，小鼠的神经元活动与海马切片中的LTP非常相似。 05研究疾病 了解LTP如何涉及发展恐惧和痛苦的记忆可以揭示焦虑症的原因和慢性疼痛的原因，以找到更好的治疗方法。作为身体伤害的信号，该疾病对于动物的安全至关重要。多伦多病儿童医院的神经科学家迈克尔·萨尔特（Michael Salter）说：“这是一个重要的学习过程，当我们将手放在炉子上时，我们认为，'哦，我不会再这样做'。” 在过去的几十年中，研究人员发现LTP不仅限于海马，还发生在大脑的其他部分，例如与恐惧和负责理解和推理的恐惧和脑皮质有关的杏仁核。此外，尽管存在差异 - 作用的具体机制，LTP也可以发生在神经系统的不同部位，脊髓。 “许多研究这种疾病的人都认为，萨尔特补充说，虽然它不是书籍中的LTP标准，但在延迟的LTP标准中，延迟的LTP与慢性疾病相关的LTP - 在髓质gula中，NMDA受体介导的潜在增强了。 据科学家所知，中枢神经系统中的大多数突触中可能发生某些形式的LTP。萨尔特（Salter）认为，某些慢性疾病的病例可能是由于传播疾病的神经元的LTP所致，这种类型的疾病不再执行原始保护功能。科学家正在寻找一种消除慢性疾病的方法，而没有保护性疾病的麻木，我们需要保持安全。但是，由于NMDA受体在协调系统神经元活动中的广泛作用，开发干预方法存在许多困难。例如，麻醉氯胺酮可以阻止NMD的受体A，但可能会产生严重的副作用。研究人员希望通过靶向NMDA受体的不同亚基来开发更准确的疗法。 其他科学家正在考虑如何利用我们对LTP的理解来恢复或维持痴呆症患者的记忆力，减轻焦虑，甚至改善我们所有人的学习能力。但是，Lemo教导说，由于LTP在许多生理过程中起着重要作用，因此需要仔细诊断治疗，细节将决定成功或失败。 “真正特定的治疗方案可能仍有很长时间的等待。” 萨尔特（Salter）指出，为了解决头痛患者的失忆症问题，有必要更好地了解依赖于ATING安全的记忆类型以及LTP如何参与其发展。 “在LTP的记忆记忆中确实发生了哪些特定的突触？没有答案，但这是一个值得追逐的目标。” 布利斯说。 “很多证据表明LTP是PH记忆存储的YSIologoly核心。但是，揭示细节仍然是一个不错的项目。” 编者注：本文改变了先前的Lemo LTP实验的描述。研究表明，神经元兔活动需要大量的短期高频刺激（而不是单个）来维持时间的增强。回到Sohu看看更多