日本冲绳科学技术大学院大学等机构的研究人员通过诱导小鼠进入类冬眠状态,观察到超过一半的突触消失,但小鼠的记忆并未因此丢失。这项研究发表在《科学》杂志上,对现有记忆存储理论构成挑战。
关于记忆如何存储,主流假说认为,学习会使神经元之间的连接增强并物理性增大,这种变化本身就是记忆。然而,这些连接会随时间显著变化,具有可塑性。据该研究团队成员、冲绳科学技术大学院大学神经科学家田中一正介绍,如果比较第一天和第四五天这些连接的排列,会发现非常不同。为了研究能够持续数年的记忆如何建立在不断变化的硬件上,田中团队让这种变化变得更加剧烈。
在实验中,研究人员诱导小鼠进入一种类似冬眠的状态。这种操作基本抹去了小鼠超过一半的突触状态,但小鼠显然仍保留着它们的记忆。冬眠是松鼠、仓鼠和熊的专长,但触发冬眠的神经回路在哺乳动物中是保守的,也存在于野外从不冬眠的物种中,比如小鼠。
2020年6月,筑波大学神经科学家樱井武领导的研究团队开发了一种人工激活这一冬眠回路的技术。该技术通过激活下丘脑一个区域中称为Q神经元的细胞群来实现。田中团队的研究正是基于这一技术展开。
研究人员表示,这一发现意味着长期记忆的存储可能并不完全依赖于突触连接的持续存在,或是存在其他机制来维持记忆的稳定。不过,该研究的具体机制尚待进一步阐明。据Ars Technica报道,这一结果引发了关于记忆如何长期保持的新讨论。