有些记忆会伴随我们多年，塑造我们从经验中学习和适应周围世界的方式。尽管科学家长期以来一直在研究大脑如何形成记忆，但对于是什么让某些记忆能够持久存在，人们的了解却少得多。
由基础科学研究所（IBS）记忆与神经胶质科学中心的KO WUHYUN博士领导的研究团队，与韩国脑研究所（KBRI）的研究人员合作，现已发现星形胶质细胞在此过程中发挥着关键作用。星形胶质细胞是大脑中的星形细胞，传统上被认为是神经元的支持细胞。该研究表明，这些细胞积极参与决定记忆是否能够长期维持，揭示了一种先前未知的、支持长期记忆持久性的机制。
几十年来，记忆研究主要集中在神经元上，因为它们在整个大脑中处理和传递信息。虽然科学家在理解记忆最初如何形成方面取得了重大进展，但保护记忆随时间保持的生物过程仍鲜为人知。持久记忆对于学习、积累经验和正常认知功能至关重要，因此了解大脑在学习后如何稳定记忆非常重要。
研究人员确定了一种名为锚蛋白-2（Ank2）的蛋白质，它在星形胶质细胞中高度表达，是记忆持久性的关键调节因子。为了确定星形胶质细胞是否直接有助于长期记忆维持，他们开发了星形胶质细胞中选择性去除Ank2的小鼠。尽管这些小鼠在学习后表现出正常的运动、焦虑样行为、社交能力和近期记忆，但两周后它们的远期记忆显著受损。这些发现表明，形成记忆和维持记忆依赖于不同的生物机制，扩展了长期以来以神经元为中心的记忆存储理解。
研究人员进一步发现，缺乏Ank2的星形胶质细胞发展出更简单的细胞结构，并与附近的记忆痕迹神经元（专门存储特定记忆的神经元）形成明显更少的物理接触。这些依赖学习的接触被认为有助于稳定长期保存记忆的神经回路。此外，与长期记忆广泛相关的细胞过程——长时程增强作用（LTP）的维持受到选择性损害，而正常的突触传递保持完整。这些发现共同表明，星形胶质细胞在记忆形成后的很长时间内，积极帮助稳定保存记忆所需的神经回路。
研究小组接下来在分子水平上研究了Ank2如何支持这一过程。他们发现Ank2对于通过星形胶质细胞TrkB.T1受体和IP3R2介导的钙信号传导的脑源性神经营养因子（BDNF）信号传导是必需的。当Ank2缺失时，钙信号减弱，星形胶质细胞无法进行正常的结构重塑，它们与记忆编码神经元保持接触的能力也受损。研究人员进一步证明，海马体BDNF输注通常能增强长期记忆持久性，但当星形胶质细胞Ank2被删除时，这种效果消失，表明Ank2对BDNF依赖性记忆稳定至关重要。
为了确定仅星形胶质细胞BDNF信号传导是否足以增强记忆，研究小组开发了一种新的光遗传学工具Opto-T1，它使用光选择性地激活星形胶质细胞中的TrkB.T1信号传导。该通路的激活促进了星形胶质细胞重塑，维持了长时程增强作用，并显著增强了远期记忆，而不影响近期记忆。这些实验证明，选择性刺激星形胶质细胞足以加强记忆持久性，将星形胶质细胞确定为长期记忆的主动调节者，而非被动支持者。
"我们的研究结果表明，星形胶质细胞不是被动的支持细胞，而是决定记忆能持续多久的主动调节者，"该研究的通讯作者KO WUHYUN博士说。"通过确定Ank2作为星形胶质细胞重塑和BDNF信号传导的关键调节因子，我们发现了一种有助于稳定长期记忆的新机制，并为理解和潜在治疗记忆障碍开辟了新途径。"
除了增进我们对记忆的理解外，这些发现还表明，星形胶质细胞功能障碍可能导致认知能力下降和涉及记忆受损的神经系统疾病。由于Ank2也与自闭症谱系障碍、智力障碍和癫痫有关，研究人员相信该研究为理解星形胶质细胞如何调节长期记忆以及如何导致神经系统疾病提供了一个新框架。
该研究于2026年7月7日发表在《自然通讯》杂志上。
【全文结束】