婴儿期的记忆可通过免疫激活得以保留

【字体: 时间:2024年01月31日 来源:Science Advances

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  母亲用免疫刺激分子治疗后所生的雄性幼崽表现出类似自闭症的行为,而且与野生型动物不同,它们不会失去早年形成的记忆。

  

科学家们早就知道,用免疫刺激分子治疗的母鼠所生的雄性小鼠表现出反映自闭症核心特征的行为。但一项新的研究表明,与野生动物不同,这些啮齿动物也保留了它们早年形成的记忆。

领导这项新研究的爱尔兰都柏林三一学院神经科学副教授Tomás Ryan说,这些发现揭示了早期记忆的保留和与自闭症相关的大脑发育轨迹之间的联系。他补充说,总的来说,关于记忆和自闭症的研究“非常零散”,只有少数研究关注于遗忘。例如,根据去年11月发表的一项研究,自闭症儿童比正常儿童更难记住面孔,而且他们也很难回忆起非社会信息。然而,其他研究表明,自闭症患者对别人的名字、面孔和早期记忆的回忆异常生动。

人类和其他哺乳动物通常会经历一种典型的遗忘形式,称为婴儿健忘症——婴儿时期形成的记忆似乎完全丧失。2018年的一项研究显示,随着时间的推移,早期记忆逐渐变得难以获取,这种健忘症就会出现。但是,这项工作也揭示了,如果在婴儿期参与形成记忆的神经元被重新激活,成年小鼠可以恢复被遗忘的记忆。

Ryan和他的同事在探索母体免疫激活如何影响这一过程之前证实了这些发现。

在Ryan实验室的训练期间,野生型的婴儿和成年鼠学会了将特定的笼子与对它们的脚进行轻微电击联系起来,这使得动物们在原地冻结。在笼子外24小时后,当它们被放回笼子里时,它们被冻住了——这表明它们记得那次电击。

但一周后,幼鼠表现出忘记这种联系的迹象。在其他测试中,小鼠与一个新物体互动,或者必须找到一个逃生洞,结果显示,这些小动物在训练后的第8天就失去了记忆。相比之下,成年小鼠没有表现出这种学习能力的丧失。

然而,当Ryan的团队使用光遗传学(一种利用光来控制神经元的技术)来重新激活正确的记忆细胞时,年轻的鼠能够从婴儿期恢复教训,这表明早期记忆储存在成年大脑中,但在典型情况下无法访问。“大脑中的信息处于潜伏状态,”Ryan说。

然后,研究小组对怀孕小鼠所生的幼鼠进行了类似的测试,这些幼鼠要么接受了模拟病毒感染的化合物,要么接受了炎症分子的治疗。这种母体免疫激活(MIA)模型被认为是模仿怀孕期间的严重感染,这与孩子患谱系疾病的可能性增加有关。这一组的雄鼠——而不是雌鼠——表现出类似自闭症的特征,比如重复行为和社交困难,这一结果与之前的发现一致。 

但对雄性记忆力的评估揭示了一些意想不到的事情:研究人员发现,MIA暴露通过改变大脑中专门记忆细胞的功能来防止早期记忆的丧失。(这些母亲所生的雌性没有表现出这种记忆保留模式。)

自闭症状态,或者至少是母亲的免疫激活状态,会把记忆放在不同的情况下。不管出于什么原因,大脑都决定不忘记这些记忆。

与对照组相比,MIA雄性幼崽在齿状回中有更多的专门记忆细胞,这是一个帮助形成新记忆的大脑区域。这些记忆细胞也显示出更高密度的树突棘——接收电信号的神经元突起。研究结果发表在去年10月的《Science Advances》杂志上。 

研究开始为婴儿健忘症的机制提供线索。例如,根据11月在华盛顿举行的神经科学学会会议上发表的未发表的研究结果,在出生后不久抑制小胶质细胞(大脑中的常驻免疫细胞)的活动也可以防止小鼠早期记忆的丧失

Ryan和他的同事去年在一份预印本中报告说,激活一种叫做Rac1的酶会加速记忆丧失。过去的研究表明,多个自闭症相关基因会影响Rac1,而在动物模型中,Rac1信号的破坏会导致自闭症样行为。

加拿大多伦多大学(University of Toronto)的心理学和生理学教授Sheena Josselyn没有参与这项研究,她说,瑞安的最新发现强化了这样一种观点,即许多记忆问题可能是由于大脑中专门的记忆细胞未能重新激活造成的。Josselyn说:“这些发现对人们一生中的记忆和记忆困难具有重要意义。”但她补充说,这些结果与人类的相关性还需要进一步研究。

纽约大学神经科学中心主任、神经科学教授André Fenton说,无论如何,这项工作“汇集了来自各种调查的想法——母体免疫激活,记忆形成的神经生物学”,他没有参与这项研究。“这是一个聪明的研究。”

Fenton说,这些发现还提供了一种有趣的方式来思考神经发育损伤(如母体免疫激活)的后果,他指出,自闭症的免疫激活模型“记忆太多了,如果你愿意的话”。他说,这种不受控制的神经生物学后果可能会在以后的生活中产生学习和记忆方面的困难。


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