記憶鞏固透過將新獲得的記憶整合到預先存在的記憶網路中來穩定它們,這被認為是透過突觸強度的變化來實現的。睡眠可能透過區域性神經元振盪活動改變突觸強度,從而影響記憶鞏固。最新研究發現海馬成年新生神經元的活動對睡眠期間的記憶鞏固至關重要。由於齒狀回中成熟顆粒細胞可以編碼一條穩定的背景恐懼記憶軌跡,因此θ相位鎖定成年新生神經元活動可以透過與成熟顆粒細胞的相互作用促進記憶鞏固。事實上,當少量成年新生神經元透過與上下文資訊相關的輸入被啟用時,成年新生神經元透過直接的單突觸連線抑制成熟顆粒細胞活性。假設齒狀回包含θ相位鎖定和非相位鎖定成年新生神經元。在4周齡的成年新生神經元樹突上透過增強突觸可塑性學習誘導形成新的棘突。這可能會增加非相位鎖定的成年新生神經元活性,觸發整體脊椎消除,並降低學習後快速眼動睡眠中的整體成年新生神經元活性。然而,θ相位鎖定活動穩定了在快速眼動睡眠中保持稀疏活動的成年新生神經元亞群中的棘。這種稀疏的成年新生神經元活性以θ相特異的方式抑制成熟顆粒細胞活性,允許連線的成熟顆粒細胞在θ相的倒數啟用。成熟顆粒細胞的這種同步θ相位鎖定活動改變了它們的突觸可塑性,使它們能夠建立記憶軌跡。
來自日本筑波大學的Masanori Sakaguchi團隊認為為了驗證與神經振盪同步的成年新生神經元突觸可塑性變化有助於睡眠期間記憶的鞏固,需要檢查成年新生神經元活性與θ振盪的關係。這可以透過兩種方法來實現:確定在記憶鞏固過程中操縱特定θ期成年新生神經元活性的效果和/或驗證成年新生神經元是否在特定θ期激發。關於第一種方法,將光遺傳學與閉環反饋系統相結合可能允許特定階段的操作。關於第二種方法,由於基因編碼的鈣離子感測器不能達到直接評估θ相位鎖定神經活動所需的時間解析度,因此需要一種能夠以更高時間解析度檢測成年新生神經元活動的方法。由於記憶編碼的成年新生神經元可能表現出特定的活動模式,因此有必要透過模擬其在體內自然發生的活動模式來刺激成年新生神經元,這可能是透過使用模式化光刺激技術實現的。總之,成年新生神經元稀疏的θ相位鎖定活動可透過影響成熟顆粒細胞活性而引起突觸強度的改變,促進恐懼記憶的鞏固。對成年新生神經元突觸可塑性促進記憶鞏固機制的進一步研究將為開發新的記憶障礙治療策略鋪平道路。
文章在《中國神經再生研究(英文版)》雜誌2022年 2 月 2 期發表。
文章來源:Ohba A, Sakaguchi M (2022) Contribution of adult-born neurons to memory consolidation during rapid eye movement sleep. Neural Regen Res 17(2):307-308.