综述:塑造可塑的记忆:突触衰减在记忆痕迹改变中的作用与调控机制
《Neuroscience & Biobehavioral Reviews》:Making memories malleable: the role and regulation of synaptic depotentiation in engram alteration
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时间:2025年11月19日
来源:Neuroscience & Biobehavioral Reviews 7.6
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本文综述了突触去增强(DEP)在啮齿类动物记忆调整中的作用,通过行为学实验和电生理学模型,揭示了DEP通过抑制琥珀酸半醛脱氢酶(SADH)或激活Rac1等分子机制,在消退、倒退性干扰和自然遗忘中起关键作用。DEP不仅导致突触功能减弱,还伴随树突棘形态变化,其程度受学习模式、神经可塑性阈值及环境因素调控,为阿尔茨海默病和创伤后应激障碍的药物治疗提供了新靶点。
本文探讨了突触去增强(Depotentiation, DEP)在记忆处理中的作用,特别是在小鼠模型中,DEP与记忆灵活性和适应性行为之间的关系。研究指出,DEP不仅可以在实验室环境中通过特定的电刺激诱导,还可能在行为实验中通过多种机制发生,如自然遗忘、消退(extinction)、记忆再巩固(reconsolidation)等。DEP被定义为对之前形成的记忆相关的突触连接进行削弱,从而促进遗忘或记忆的不稳定性。这种现象可能是神经系统适应性调节记忆的一种重要机制,能够帮助个体在面对新信息或环境变化时,调整或更新记忆网络。
突触增强(Long-term potentiation, LTP)是学习和记忆形成的重要机制,通常由高频刺激引发,增强突触的连接效率。与此相对,低频刺激(LFS)可以诱导突触去增强,即DEP,从而减少记忆表达的可能性。研究显示,DEP不仅影响突触功能,还可能引起突触结构的变化,如树突棘的缩小,这些变化与记忆的遗忘密切相关。此外,DEP还可能在某些情况下与其他形式的神经可塑性,如长时程抑郁(LTD)和记忆再巩固过程中发生相互作用。
在不同的记忆操作过程中,如消退、自然遗忘和记忆再巩固,DEP可能发挥不同的作用。例如,在消退过程中,反复呈现条件刺激可能削弱原本的突触连接,从而减少恐惧反应。而在自然遗忘中,突触连接的衰减可能是记忆随时间逐渐淡化的结果。这些过程都可能涉及到突触连接的主动调节,而非单纯的被动退化。同时,研究表明,DEP与神经递质系统,如多巴胺、血清素和去甲肾上腺素的活动密切相关,这些递质在学习和记忆过程中起到调节作用。
进一步的研究还发现,DEP的发生与突触的可塑性阈值有关。不同的学习条件和环境因素可能影响突触的稳定性,从而决定其是否容易被去增强。例如,间隔训练(spaced training)相较于密集训练(massed training)可以产生更稳固的记忆,并且对遗忘的抵抗更强。此外,一些特定的受体亚型,如NMDA受体和mGluR(代谢型谷氨酸受体),在DEP的诱导中起到关键作用。不同的受体类型可能与不同的记忆操作机制相关,例如,NMDA受体在自然遗忘和记忆再巩固中扮演重要角色,而mGluR可能更多地参与长期的遗忘过程。
DEP还可能受到其他因素的影响,如微胶质细胞的活动。微胶质细胞在突触修剪和神经可塑性调节中发挥重要作用,其功能的改变可能影响记忆的稳定性。此外,研究还表明,DEP的诱导可能依赖于突触激活的时间窗口和频率,以及是否存在神经可塑性的“边界条件”(boundary conditions),即在特定时间或条件下,记忆才可能被修改或削弱。
总体而言,DEP作为一种神经可塑性机制,可能在记忆的动态调节中起到关键作用。它不仅与遗忘相关,还可能参与记忆的更新、整合和再巩固过程。DEP的研究有助于理解记忆如何在大脑中被动态调整,并为记忆相关疾病的治疗提供新的思路。例如,在阿尔茨海默病和创伤后应激障碍(PTSD)等疾病中,突触去增强的异常可能与记忆的持续性或易变性有关。未来的研究需要进一步探索DEP的分子机制及其在不同记忆操作中的具体作用,以期开发出更有效的治疗策略。
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