星形胶质细胞帮助协调学习和记忆中的突触活动

日本理研研究所的神经科学家们发现了一种令人惊讶的机制，即老鼠的神经元活动是如何动态调节的——一些突触的信号增强，而另一些突触则保持沉默——从而促进学习和记忆形成的过程。这一发现为被称为星形胶质细胞的脑细胞在记忆创造中所扮演的角色提供了新的见解。

由日本理化研究所脑科学中心的Yukiko Goda领导的团队一直在寻求理解学习和记忆形成背后的神经过程。“我们的主要目标之一是了解单个突触的强度是如何设置和动态修改的，”Goda说。

在2016年的一项研究中，Goda的团队使用了细胞培养来源于大鼠大脑，用于研究简单系统的行为，在该系统中，多个输入神经元与单个接收神经元的树突形成突触连接。他们确定星形胶质细胞(图1)——一种在大脑中发挥各种基本支持功能的数量非常丰富的细胞群——促进了活跃突触的加强，同时削弱了不活跃的突触连接。

现在，研究小组对这种调节机制进行了更深入的研究。他们特别关注的是受体在老鼠的海马体(大脑中形成记忆的区域)中的神经递质n -甲基- d -天冬氨酸(NMDA)。

Goda解释说:“NMDA是海马体神经元信号的一个成熟的组成部分。”“但是这个想法星形胶质细胞NMDA受体遭到了一些质疑。”尽管如此，她的团队之前的工作提供了令人信服的证据，证明这种受体直接参与调节邻近神经元之间的连接。

在本研究中，Goda和同事使用各种干预手段选择性干扰小鼠星形胶质细胞中NMDA受体的活性。这些治疗明显影响了突触突触前侧的活动，调节输入神经元的终端，而不是接收信号的神经元的树突。因此，输入神经元和接收神经元之间的突触活动总体上变得更加一致，而不是动态地倾向于某些突触相对于其他突触的活动。

与冲绳科学技术研究生院(OIST)的Tomoki Fukai团队合作完成的数学建模显示，突触功能的这些变化极大地降低了海马体中的神经可塑性，即通过强化和削弱对记忆的选择性强化突触之间的神经元．

“我们的工作证明星形胶质细胞信号有助于确保突触前强度的广泛分布，”Goda说。

的团队现在正试图更好地了解海马星形胶质细胞中NMDA受体的组织、活性和分布，以及这些非神经元受体对动物行为的更广泛影响。Goda说:“我们想要发现，星形胶质细胞NMDA受体受损的小鼠是否表现出海马网络活动的改变，如果是这样，这些变化是否与空间和上下文学习有关。”

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