長期記憶竟致海馬體神經元發炎 或為阻無關訊息輸入

我們以為頭部受創才會損害大腦神經細胞,但最新刊於《自然》的研究指,長期記住某件事的過程也同樣會導致大腦發炎和神經細胞受 DNA 損傷。

具體來說,當記憶「融合」到神經元並儲存時就會造成這些「傷害」。

該研究對小鼠進行測試,並發現這些發炎與損傷發生在海馬體內;海馬體是大腦記憶的主要儲存區。

紐約愛因斯坦醫學院的神經科學家 Jelena Radulovic 指,大腦神經元發炎通常被認為是壞事,因為情況可能導致阿茲海默病和柏金遜症等神經系統問題。不過研究卻發現,大腦海馬體某些神經元的發炎對於形成持久記憶是關鍵。

團隊透過短暫、輕微的電擊觸發小鼠的情景記憶,並在對海馬體神經元的分析中發現,對發炎訊號傳導非常重要的「Toll 樣受體 9 (TLR9​​) 」路徑中基因會被激活。更重要的是,路徑只在顯示出 DNA 損傷的神經元簇中被激活。

雖然大腦中 DNA 損傷經常發生,但修復速度通常很快。然而海馬體中的變化似乎更加顯著,通常與細胞分裂相關的生物過程,顯然被用來將神經元組織成形成記憶的簇組,而不分裂細胞。

團隊指,小鼠體內的發炎編輯機制持續了一星期,之後發現儲存記憶的神經元對外界力量抵抗力更強,表明記憶會永久鎖定並免受外部幹擾,類似的情況也可能發生在人腦中。

Radulovic 指,發現值得關注,因為我們不斷地被新的訊息淹沒,編碼記憶的神經元則需要保存此前已獲得的資訊,而不是被新的輸入分散注意力。

當小鼠體內相同的 TLR9 發炎路徑被阻斷時,牠們就無法再接受訓練來記住電擊。 TLR9 的缺失也會導致更嚴重的 DNA 損傷,這與神經退化性疾病中所見的情況不同。

有人曾提議阻斷 TLR9 路徑來治療或預防長期的 COVID-19,但是次研究表明這個想法可能需要重新考慮。 Radulovic 指,數百萬年來,細胞分裂和免疫反應在動物中高度保守,使生命能夠繼續,同時提供免受外來病原體侵害的保護;在演化過程中,海馬體神經元似乎已經採用這種基於免疫的記憶機制,透過結合免疫反應使用的 TLR9 路徑與 DNA 修復中心體功能,形成記憶,而無需進展到細胞分裂。

來源:

Science Alert, Every New Memory You Make Causes Damage to Your Brain Cells

報告:

Jovasevic, V., Wood, E.M., Cicvaric, A. & et al. (2024). Formation of memory assemblies through the DNA-sensing TLR9 pathway. Nature 628, 145–153. doi: 10.1038/s41586-024-07220-7

文/AC

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *