新突触的建立与什么记忆有关（记忆长短与突触连接息息相关）

新突触的建立与什么记忆有关（记忆长短与突触连接息息相关）Schnitzer说：“我们认为，记忆会在大脑不同区域之间逐渐移动。鉴于大量证据表明记忆在小鼠海马区大约仅存在一个月，因此新皮质是才是长期记忆的贮藏室。”有意思的是，如果海马区破坏手术是在小鼠碎片记忆形成一个月后进行的，小鼠会依然记得偶遇的小伙伴或美食的藏匿地点。这是因为小鼠的碎片记忆已经转移到新的大脑区域—新皮层，而这一区域不再受海马区破坏手术的影响。突触连接的持续时间决定记忆保存的时间长短，这是社会大众长期持有的观点，但一直无从验证。现在这一观点终于得到了科学验证，Schnitzer的技术开启了新的记忆研究领域。Schnitzer说：“本研究为下一波研究，如应激与疾病模型的记忆储存，开通了新门路。”移动的记忆当小鼠有了一段新的经历或者学习了新的空间搜寻任务，相关记忆在海马区大约会保存一个月（人类的保存时间稍长一些）。如果小鼠在记忆形成的一个月内接受海马区破坏手术，其约会新伴侣或者走出迷

图片说明：斯坦福大学（Stanford University）研究人员利用其实验室自主研发的显微镜工具，检测到海马区神经元之间的突触连接，为短期记忆与长期记忆的研究打开了新思路。图片来源：medicalxpress.com/news

理论推断认为，记忆和保存记忆的大脑结构一样稍纵即逝。如果神经元之间的突触被破坏，通过突触连接网络来储存的记忆会随之消失。

这个想法听起来倒是不错，但是实际上却很难进行验证。现在斯坦福团队接受了这一挑战，他们开始研究储存“碎片记忆”的大脑海马区。这些“碎片记忆”指的是对事件或谈话等的临时记忆，长时间不用就会遗忘。由于海马区深藏在大脑之中，加上该区域突触连接十分稠密，以至于一般的显微工具难以检测突触连接是何时形成或何时消失的，这也使得该研究极具挑战性。

如今，生物学副教授Mark Schnitzer利用其实验室的显微工具，首次检测到了海马区神经元之间的突触连接，最终证实科学家猜想的与实际情况一致。他的团队在研究小鼠时发现，海马区神经元突触间的连接可以持续30天，与海马区碎片记忆的保存时间基本吻合。

突触连接的持续时间决定记忆保存的时间长短，这是社会大众长期持有的观点，但一直无从验证。现在这一观点终于得到了科学验证，Schnitzer的技术开启了新的记忆研究领域。Schnitzer说：“本研究为下一波研究，如应激与疾病模型的记忆储存，开通了新门路。”

移动的记忆

当小鼠有了一段新的经历或者学习了新的空间搜寻任务，相关记忆在海马区大约会保存一个月（人类的保存时间稍长一些）。如果小鼠在记忆形成的一个月内接受海马区破坏手术，其约会新伴侣或者走出迷宫这样的记忆就会消失。

有意思的是，如果海马区破坏手术是在小鼠碎片记忆形成一个月后进行的，小鼠会依然记得偶遇的小伙伴或美食的藏匿地点。这是因为小鼠的碎片记忆已经转移到新的大脑区域—新皮层，而这一区域不再受海马区破坏手术的影响。

Schnitzer说：“我们认为，记忆会在大脑不同区域之间逐渐移动。鉴于大量证据表明记忆在小鼠海马区大约仅存在一个月，因此新皮质是才是长期记忆的贮藏室。”

在过去，冷泉港实验室（Cold Spring Harbor Laboratory）的研究人员及其他地方的研究人员都检测过新皮层内的神经元连接情况。由于新皮层靠近大脑表面，所以应用小型大脑破坏手术可以使之“可视化”。这些研究人员考察的并非神经元连接本身，而是树突棘（spines）。树突棘是在树突尖端形成连接的球状突起物。考察树突棘意味着可以了解神经元之间兴奋性连接在何时形成，又在何时消失。

这些研究人员发现新皮质内超过一半的树突棘是永久存在的，其余的大概每5-15天转化一次。Schnitzer说：“这可以理解为，大概一半的新皮质树突棘可以作为长期记忆的贮藏室，其余部分则保持可塑性，或形成新记忆，或造成遗忘。”

树突棘的深度与密度

如果以新皮质内观察到的现象推断海马区树突棘的情况，可以认为海马区树突棘连同其保存的记忆，大约每30天转化一次。然而检验这种推断极具挑战性，不仅因为海马区深藏于大脑之中，还因为该区域的树突棘是紧密连接的，这使得多个树突棘好像被合并成了一个。

Schnitzer表示，其团队能够成功检测海马区树突棘主要是依赖三项技术。第一项是2011年报道的单个神经元的实时成像技术，这使科学家能够在活鼠中得到长时间的稳定图像；第二项是一种被称为显微内窥镜的光学探针，用之可得到大脑深层结构的高分辨率图像。尽管前两项技术可对海马区神经元进行实时成像操作，并且得到的图像是稳定且高分辨率的，但是如果该团队不能分辨单个与合并后的树突棘，他们仍然难以分辨树突棘连接在何时形成，又在何时缺失。此时，他们就需要第三项技术。

Schnitzer说：“解析海马区树突棘的能力正好处于我们技术能力的模糊边际。”该团队通过应用一种数学建模的方法攻克了这一难题。该方法不仅可以解释光学分辨率的局限性，还可以说明这种局限性是如何影响描述树突棘连接形成或消失的数据集的。Schnitzer及其团队发现保存碎片记忆的海马区所包含的树突棘连接每3-6周转变一次，与小鼠碎片记忆的保存周期基本吻合。

Schnitzer表示，该研究证实了一个长期存在的猜想，该猜想是关于大脑是如何保存记忆的。在神经元突触连接的水平上，科学家可以应用相同的技术，从其他方面继续探究记忆是如何形成、保存或最终丢失的。（科学之家，编译：Kevin Huang，译审：Y Chen）

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