人类的身体隐藏着无穷无尽的迷人奥秘,新的科学发现总是在不断地重塑我们对它的认知。现在,在一项于近期发表在《自然·通讯》杂志上的研究中,一组科学家又刷新了我们对人类记忆的理解。
通常我们认为学习与记忆只与脑以及脑细胞有关,但这项新的研究表明,记忆并非脑的独有功能,来自身体其他部位的细胞也具有记忆功能,这些细胞也可以学习和形成记忆。
非脑细胞的集中间隔效应
我们知道,当我们越是频繁地回顾某件事,记忆就会变得越牢固。例如,一个学生如果分四次复习一个知识点——每次10分钟,且每次都间隔一段时间,那么这将比一次性学习40分钟更有可能记住它。这种现象被称为集中间隔效应(massed-spaced effect)。
集中间隔效应是科学家们早已明确的一种神经性特性。这种特性表明,我们倾向于在间隔性的学习中更好地记住信息,而不是在一次单一的、集中的学习过程中记住信息。换言之,在形成长期记忆方面,考前的“临时抱佛脚”,不如系统地学习并定期复习有效。虽然“临时抱佛脚”也能形成短期记忆,但这些记忆很容易被遗忘。
在新的研究中,研究人员试图更好地理解非脑细胞是否能通过集中间隔效应来形成记忆。他们在实验室里研究了人类的两种非脑细胞,一种来自神经组织,另一种来自肾脏组织。
研究人员在培养皿中对非神经细胞发出化学信号。(图/Nikolay Kukushkin)
在实验中,研究人员将这些细胞暴露在不同模式的化学信号中,就像我们在学习新信息时脑细胞所暴露在的不同神经递质模式下那样。然后,他们要检测一种“记忆基因”的活性——当脑细胞检测到信息中的模式并重组它们的连接以形成记忆时,也会开启同样的基因。
为了监控记忆和学习过程,研究人员对这些非脑细胞进行了改造,使其能产生一种发光的蛋白质,这种蛋白质可以表明记忆基因在何时开启,何时关闭。
研究结果表明,当(模仿了脑中的神经递质爆发的)化学脉冲开始重复,而非简单地延长时(就像脑中的神经元在我们间歇性地学习,而非一次性地填鸭式学习时所表现的那样),这些非脑细胞是能够作出响应的。具体来说,当脉冲以重复的、间隔的形式传递时,它们能比一次性传递相同的脉冲更为强烈地、更长时间地激活“记忆基因”。
这样的结果表明集中间隔效应发挥了作用,它意味着从间隔的重复中学习的能力并不是脑细胞所独有的,而是有可能是所有细胞的基本特性。这些发现不仅提供了研究记忆的新方法,而且还指出了潜在的健康益处。
开辟理解记忆的新窗口
这一发现为理解记忆的运作机制开辟了新的途径,并有望为增强学习和治疗记忆问题带来更好的方法。它凸显了一个非常重要的信息:在未来,我们更需要像对待脑一样来对待我们身体的其他部位的细胞。例如,可以考虑让我们的胰腺对过去饮食模式形成记忆,进而维持健康的血糖水平。
现在,科学家们正在讨论如何应用这些发现来解决尚未解决的健康挑战。例如:我们能否利用细胞记忆来创造定制的治疗方法,或者教会癌细胞对某些药物做出反应?可以说,这项研究不仅为进一步地了解记忆的功能铺平了道路,还可以作为许多新研究方向的起点。
#创作团队:
编译:糖兽
排版:雯雯
#参考来源:
https://www.nyu.edu/about/news-publications/news/2024/november/memories-are-not-only-in-the-brain--new-research-finds.html
https://www.nature.com/articles/s41467-024-53922-x
#图片来源:
封面图&首图:JSCreative-LabAI_Arts