Science：什么决定了参与记忆形成的关键神经元？是表观遗传学！

在一项了解记忆如何形成的重要研究中，EPFL的科学家们表明，染色质(细胞内包装的DNA)的灵活性在“决定”哪些神经元参与形成特定记忆方面起着至关重要的作用。

　　

当我们形成新的记忆时，大脑会经历物理和功能上的变化，统称为“记忆痕迹”。记忆痕迹代表了特定的活动模式和神经元的结构变化，这些变化发生在记忆形成和后来的回忆中。

但是大脑是如何“决定”哪些神经元将参与记忆痕迹的呢?研究表明，神经元固有的兴奋性发挥了作用，但目前公认的学习观点忽视了神经元本身的指挥中心，即细胞核。在细胞核中，似乎还有另一个尚未被探索的维度：表观遗传学。

在给定生物体的每个细胞内，由DNA编码的遗传物质是相同的，然而构成身体的各种细胞类型，如皮肤细胞、肾细胞或神经细胞，每种细胞都表达一组不同的基因。表观遗传学是细胞如何在不改变DNA序列的情况下控制这种基因活性的机制。

现在，由神经学家Johannes Gräff领导的EPFL的科学家们已经探索了表观遗传学是否会影响神经元被选择形成记忆的可能性。他们对小鼠的研究发表在《科学》杂志上，研究表明神经元的表观遗传状态是其在记忆编码中的作用的关键。Johannes Gräff说:“我们正在从以dna为中心的层面揭示记忆形成的最早步骤。”

Gräff和他的团队想知道表观遗传因素是否会影响神经元的“记忆”功能。当细胞核内的DNA被解开或放松时，神经元在表观遗传学上是开放的;当DNA紧密时就会闭合。

他们发现，开放的大脑更有可能被吸收到“记忆痕迹”中，这是大脑中稀疏的一组神经元，在学习新事物时显示出电活动。事实上，处于更开放染色质状态的神经元也表现出更高的电活动。

然后，EPFL的科学家们使用一种病毒来传递表观遗传酶，人工诱导神经元开放。他们发现相应的老鼠学得更好。当科学家们用相反的方法关闭神经元的DNA时，老鼠的学习能力被取消了。

这一发现开辟了新的方式来理解包含神经元核的学习，甚至有一天可能会导致改善学习的药物。正如Gräff所解释的那样:“他们偏离了主流的神经科学关于学习和记忆的观点，即关注突触可塑性的重要性，而新的重点放在神经元细胞核内发生的事情上，在它的DNA上。这一点尤其重要，因为许多认知障碍，如阿尔茨海默病和创伤后应激障碍，都是以表观遗传机制出错为特征的。”