耳機(jī)里突然響起一首熟悉的老歌,前奏剛落,思緒就瞬間被拽回多年前那個(gè)蟬鳴不止的夏天。
這些無(wú)需刻意檢索就自動(dòng)浮現(xiàn)的瞬間,都是大腦空間記憶提取在默默工作。記憶不僅需要被存進(jìn)去,更需要能被穩(wěn)定地取出來(lái)。那么,大腦是依靠什么結(jié)構(gòu)來(lái)保障記憶提取的穩(wěn)定性的呢?
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2026年5月28日,澳大利亞昆士蘭大學(xué)昆士蘭腦研究所Matilde Balbi教授團(tuán)隊(duì)在《Cell Reports》上發(fā)表研究《Retrosplenial perineuronal nets support hippocampal-cortical coupling and spatial memory recall》。
研究發(fā)現(xiàn),壓后顆粒皮層RSCg的神經(jīng)周圍網(wǎng)PNNs是近期和遠(yuǎn)期空間記憶提取的必需結(jié)構(gòu)。降解PNNs會(huì)破壞局部腦電波振蕩與跨腦區(qū)耦合,削弱海馬-RSCg的功能連接,最終導(dǎo)致空間記憶損傷。PNNs通過(guò)維持興奮性神經(jīng)元正常放電模式和跨腦區(qū)功能連接數(shù)量,來(lái)保障空間記憶提取。
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科普小貼士:
神經(jīng)周圍網(wǎng)(PNNs):一種包裹在抑制性神經(jīng)元周圍和表面的網(wǎng)狀細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)。它的作用有點(diǎn)像電線外面的絕緣皮,能保護(hù)神經(jīng)元,限制其過(guò)度可塑性,從而穩(wěn)定已形成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和記憶。
PNNs 是空間記憶提取的必需結(jié)構(gòu)
研究人員使用主動(dòng)位置回避任務(wù)來(lái)測(cè)試小鼠的空間記憶:小鼠需要記住一個(gè)會(huì)遭受電擊的區(qū)域并主動(dòng)避開(kāi)。他們?cè)谟洃浶纬珊螅謩e在不同時(shí)間點(diǎn)用軟骨素酶ABC降解壓后顆粒皮層(RSCg)的PNNs。
結(jié)果顯示,學(xué)習(xí)前降解PNNs,小鼠的記憶獲得完全正常;但在記憶形成后3天(近期記憶)或21天(遠(yuǎn)期記憶)降解PNNs,小鼠立刻出現(xiàn)記憶提取障礙。同時(shí),提取記憶時(shí)RSCg的c-Fos異常升高。
因此,PNNs 只參與記憶提取,不參與編碼。
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PNN 降解破壞局部振蕩與跨腦區(qū)通訊
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)在體多通道電生理記錄,同步監(jiān)測(cè)了RSCg和海馬CA1(dCA1)這兩個(gè)關(guān)鍵記憶腦區(qū)的電信號(hào)。
結(jié)果顯示,PNN 降解后,RSCg 的慢 γ 波功率持續(xù)降低,且 RSCg 內(nèi) θ-γ 相位振幅耦合被破壞。同時(shí),dCA1 與 RSCg 之間的 γ 波耦合強(qiáng)度顯著下降,兩個(gè)腦區(qū)的信息交流通道被阻斷。
因此,PNN是維持大腦內(nèi)部精確節(jié)律和跨腦區(qū)有效對(duì)話的物理基礎(chǔ)。
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PNN的破壞如何影響單個(gè)神經(jīng)元?
對(duì)記錄到的神經(jīng)元分類分析發(fā)現(xiàn),PNN 降解后,RSCg 興奮性神經(jīng)元的放電率顯著降低,且放電更不規(guī)則,而 dCA1 神經(jīng)元活動(dòng)無(wú)明顯變化。通過(guò)交叉相關(guān)分析評(píng)估跨腦區(qū)功能連接,發(fā)現(xiàn) dCA1 與 RSCg 之間存在顯著興奮性連接的神經(jīng)元對(duì)比例大幅下降,但剩余連接的強(qiáng)度未受影響。
因此,PNN 主要通過(guò)維持神經(jīng)元正常放電和連接數(shù)量來(lái)保障記憶提取。
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一張圖看懂:PNN如何幫你提取記憶
正常(記憶提取成功)
PNN完好 → RSCg慢γ波穩(wěn)定 → θ-γ耦合正常 → 海馬-RSCg連接通暢 → 記憶順利提取
PNN降解(提取失敗)
PNN被降解 → RSCg慢γ波功率↓ → θ-γ耦合被破壞 → 海馬-RSCg連接↓ → 神經(jīng)放電不規(guī)則 → 大腦無(wú)法有效檢索記憶
PNN就像包裹在神經(jīng)元周圍的導(dǎo)電膠帶,它不僅穩(wěn)住單個(gè)神經(jīng)元的放電節(jié)律,還保護(hù)著跨區(qū)域的神經(jīng)通路,確保信號(hào)清晰無(wú)干擾。
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小編寄語(yǔ):
這項(xiàng)研究不僅揭開(kāi)了空間記憶提取的神秘面紗,更讓我們明白那些懷舊瞬間,背后是無(wú)數(shù)神經(jīng)元與細(xì)胞外基質(zhì)經(jīng)年累月的穩(wěn)定守護(hù)。
希望未來(lái)有一天,我們能通過(guò)修復(fù)這層記憶網(wǎng)幫阿爾茨海默病患者找回那些丟失的珍貴時(shí)光。
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https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117440
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