眾所周知，我們的大腦及其腦細胞負責儲存記憶。然而，有科學(xué)家團隊在一項發(fā)表于《Nature Communications》期刊的研究中指出，身體其他部位的細胞也具有記憶功能，為理解記憶如何運作開(kāi)辟了新途徑，并提供了提高學(xué)習能力的新可能。

“學(xué)習和記憶通常只與大腦和腦細胞有關(guān)，但我們的研究表明，身體其他細胞也能學(xué)習并形成記憶，”這項研究的首席作者、紐約大學(xué)的Nikolay V. Kukushkin說(shuō)道。

研究旨在通過(guò)借鑒一個(gè)已被廣泛認可的神經(jīng)學(xué)特性——密集-間隔效應，以更好地理解非腦細胞是否有助于記憶。這一效應表明，當我們以間隔的方式學(xué)習信息時(shí)，比起在單一、集中時(shí)間內（類(lèi)似于臨時(shí)抱佛腳）學(xué)習，往往能更好地記住信息。

科學(xué)家通過(guò)在實(shí)驗室中研究?jì)煞N類(lèi)型的非腦人類(lèi)細胞（一種來(lái)自神經(jīng)組織，另一種來(lái)自腎組織）并向它們暴露不同模式的化學(xué)信號，來(lái)模擬時(shí)間上的學(xué)習過(guò)程。這些化學(xué)信號類(lèi)似于腦細胞在學(xué)習新信息時(shí)暴露于神經(jīng)遞質(zhì)模式下的情況。作為回應，這些非腦細胞啟動(dòng)了一個(gè)“記憶基因”——與腦細胞在檢測信息模式并重建其連接以形成記憶時(shí)啟用的相同基因。

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圖片信息：紐約大學(xué)的一名研究人員將化學(xué)信號發(fā)送到培養板中生長(cháng)的非神經(jīng)細胞。

為了監測記憶和學(xué)習過(guò)程，科學(xué)家們工程化這些非腦細胞使其發(fā)光，以顯示記憶基因的開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)。

研究結果表明，這些細胞能夠辨別化學(xué)脈沖的重復模式，而不是簡(jiǎn)單的延長(cháng)——就像我們大腦中的神經(jīng)元在間隔時(shí)間學(xué)習的過(guò)程中，而非一次性學(xué)習所有材料時(shí)的表現一樣。具體來(lái)說(shuō)，當脈沖以間隔方式傳遞時(shí)，比起將相同處理一次性傳遞時(shí)，它們會(huì )更強烈、更長(cháng)時(shí)間地啟動(dòng)“記憶基因”。

“這反映了密集-間隔效應，”Kukushkin解釋道，他是紐約大學(xué)文理學(xué)院的臨床副教授，也是紐約大學(xué)神經(jīng)科學(xué)中心的研究員。“這表明，從間隔重復學(xué)習的能力并非是腦細胞所獨有的，而可能是所有細胞的基本特性。”

研究人員補充道，研究結果不僅提供了新的記憶研究方法，還提出了潛在的有益影響。

“這一發(fā)現為理解記憶如何運作打開(kāi)了新大門(mén)，并可能促使我們采取新的方式來(lái)提升學(xué)習能力，”Kukushkin指出。“同時(shí)，這提示我們未來(lái)可能需要更多地像對待大腦一樣對待我們的身體。”

雜志：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-53922-x