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来源:科技日报

◎本报记者 张梦然

记忆无疑存在大脑里,按道理,它们应该“住”在突触上。

一百多年来,神经科学家一直相信一个很直观的画面:每次你学会一首歌、记住一张脸,大脑里就会有那么几个突触被加固了。就像在沙滩上踩出脚印,踩得越深,痕迹就越清晰。按照这个逻辑,如果你把这些“脚印”抹掉一大半,记忆也应该跟着消失才对。

可是,日本冲绳科学技术研究所和筑波大学的科学家们,最近用一个神奇的实验,把这个认知给颠覆了。他们让小鼠进入了“人工冬眠”。这不是科幻片里的冷冻休眠,而是通过刺激大脑里一群叫Q神经元的细胞,让小鼠的体温和代谢率大幅下降,进入一种类似冬眠的状态。在这个过程中,小鼠海马体,也就是大脑里专门负责记忆编码的区域,超过一半的突触消失了,神经元的放电率也掉了七成。

按照老理论,这简直是一场灾难。记忆应该像沙子做的城堡遇上海水一样,哗啦一下就塌了。

但等小鼠醒过来,做完行为测试之后,科学家们几乎震惊:小鼠的记忆不但没有衰退,有些方面甚至还变好了。

这很奇怪。如果每一个突触都是记忆的必要零件,那少了这么多,记忆凭什么还能完好无损?

为了找到答案,科学家把光学显微镜和电子显微镜结合起来,去追踪那些参与特定记忆的突触。这个方法有个拗口的名字叫CLEM。简单来说就是:先用荧光染料给那些“记得某件事”的突触打上标签,再用电子显微镜把它们放大到纳米级别,看看它们到底长什么样。

这些记忆相关的突触在脑子里又小又分散,想在成千上万的神经元里把它们一个个揪出来,难度不亚于在一片森林里找出几片做过记号的树叶。但科学家做到了。

他们发现,冬眠过后,那些存活下来的突触并不是随机分布的,而是成簇地聚集在一起。换句话说,真正撑起一段记忆的,不是某个孤零零的“超级突触”,而是一小群突触组成的团体。那些散落在外的、不成团的突触,丢了也就丢了,记忆根本不受影响。

这完全改变了我们对记忆的理解。记忆原来不是藏在某一个突触里,而是藏在“架构”里。好比说一座石桥,重要的不是每一块石头有多结实,而是那些关键的石块有没有组成一个稳定的拱形。

科学家目前还没有完全搞清楚为什么会这样。接下来还有更多的问题需要回答。但现在他们发现,“人工冬眠”不仅仅是一种研究记忆的工具,它未来甚至有可能帮助我们理解疾病——当人的记忆出了问题,比如患了阿尔茨海默病,能不能通过某种方式,去保护那些真正关键的突触簇?

回到最开始那个问题:记忆住在哪里?原来它不住在某一个突触里,而住在一小群突触挨在一起的结构里。对科学家来说,这个认知本身,就足够让人兴奋了。