[科学解读]记忆丧失之谜，关键在“记忆痕迹连接”

记忆明明储存在大脑中，但真正想要回想时却总是抓不住，其原因是什么？最新研究表明，比起负责记忆的特定神经元，即所谓的“痕迹（engram）细胞”本身，连接这些细胞之间的联结状态，更决定了记忆能否被成功提取。

基础科学研究院（IBS）记忆及胶质细胞研究团团长 Kang Bonggyun 研究团队通过实验首次证实，不仅是储存记忆的痕迹细胞本身，这些细胞之间形成的突触数量以及结构性增强，对实际记忆的提取起着决定性作用。

研究核心内容摘要示意图。学习后，恩格拉姆细胞之间的突触数量和结构大小增加。若仅一次抑制蛋白质合成，突触结构的增强会减弱，但突触数量的增加部分保留，自然记忆提取减弱，但人工提取仍然可能。相反，在反复抑制的情况下，突触数量和结构增强均被阻断，自然和人工记忆提取都不会出现。研究团队提供

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“痕迹”是指特定经历在大脑中留下的记忆痕迹，在神经科学中，人们把负责记忆的神经元群体称为“痕迹细胞”。迄今为止，记忆研究主要聚焦于“哪些细胞储存记忆”，而研究团队则注意到：“即使存在痕迹细胞，如果没有形成足够连接这些细胞的回路，记忆也可能无法通过行为表现出来”。

研究团队分析了与恐惧记忆密切相关的腹侧海马（vCA1）—基底杏仁核（BA）脑回路。在让小鼠通过恐惧条件反射实验，将特定环境与不愉快刺激建立关联之后，研究人员以高分辨率观察了学习前后脑回路中出现的突触变化。在这一过程中，他们区分出源自痕迹细胞的突触与非痕迹细胞突触，并进行了定量分析。

结果显示，恐惧学习后的突触变化并非随机发生。只有在直接连接痕迹细胞与痕迹细胞之间的突触上，突触数量选择性地增加，构成突触的棘突（spine）结构的体积也随之增大。相反，在痕迹细胞与非痕迹细胞之间的突触中，几乎未观察到类似变化。

随后，为了确认这些突触变化对实际记忆提取产生何种影响，研究团队在学习后立即进行了蛋白质合成抑制实验。在仅一次性抑制蛋白质合成的情况下，突触的结构性增强大多被阻断，但突触数量的增加在很大程度上得以保留。在这一条件下，小鼠自发的恐惧记忆提取有所下降，但当研究人员人工刺激痕迹细胞、强制重新激活记忆时，小鼠的回想反应依然得以维持。

研究团队合影。自左起为 IBS 记忆及胶质细胞研究组组长兼通讯作者 Kang Bonggyun、记忆及胶质细胞研究组博士后研究员兼第一作者 Hong Ilgang、记忆及胶质细胞研究组博士后研究员兼第一作者 Kim Yeonjun。IBS 提供

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相反，在长时间反复抑制蛋白质合成、使突触数量和结构变化全部被阻断的条件下，不仅自然的记忆提取明显下降，就连通过人工方式诱导的回想反应也大幅减弱。该结果表明，即便已经形成储存记忆的痕迹细胞，如果没有生成足够的突触连接来联结这些细胞，记忆也可能无法在行为层面被提取出来。

Kang Bonggyun 团长表示：“相比于‘痕迹细胞储存记忆’这一事实，人们过去并不清楚记忆要真正被提取需要满足哪些条件。本次研究表明，记忆提取可能由细胞间突触连接状态决定，并为理解记忆提取失败或记忆障碍提供了重要线索。”

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本次研究成果已于本月12日发表在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。论文题目为《蛋白质合成阻断通过抑制痕迹突触增强而阻碍恐惧记忆再激活（Protein Synthesis Blockade Prevents Fear Memory Reactivation via Inhibition of Engram Synapse Strengthening）》。

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