你是否曾好奇过,大脑是如何储存那些珍贵的记忆的?科学家们长久以来认为,神经元是大脑思维和记忆的唯一构建者。然而,最近的一项研究颠覆了这一传统认知,揭示出一种长期被忽视的脑细胞——星形胶质细胞,可能在记忆的形成和存储中扮演着更为重要的角色。
这项研究发表在《国家科学院院刊》上,提出星形胶质细胞可能通过一种新发现的网络结构,赋予大脑惊人的记忆储存能力。星形胶质细胞因其星形外观而得名,它们在大脑中执行许多维护任务,包括清除细胞碎片、为神经元提供营养和调节血流。此外,这些细胞还拥有细长的分支结构,称为突起,包裹在神经元交换信息的地方,形成所谓的三联突触。这种结构就像是神经元和星形胶质细胞之间的一种三方握手。
研究的主要作者,曾在麻省理工学院攻读博士学位的Leo Kozachkov,将星形胶质细胞比作拥有数百万触角的章鱼。虽然星形胶质细胞不像神经元那样传递电信号,但它们通过钙信号进行交流,能够在细胞内外传递带电的钙离子波动。研究显示,星形胶质细胞会通过改变其内部钙水平来响应突触活动,这些变化可以触发星形胶质细胞向突触释放化学信使。
然而,科学家们尚未完全理解星形胶质细胞如何处理从神经元接收到的信息。为了更好地理解这一功能,Kozachkov和他的同事们借助于机器学习架构,试图捕捉多个参与者之间的复杂互动,而不仅仅是简单的神经元对之间的连接。
星形胶质细胞的独特解剖结构为设计大规模信息存储系统提供了一个天然而诱人的方式。研究者们还假设,星形胶质细胞可能通过其内部钙模式的逐步变化来存储记忆,这些模式随后被翻译成化学信使的信号传递给神经元。
如果这一模型被证明是正确的,其影响可能会改变我们对大脑存储的理解方式,并为神经退行性疾病提供新的治疗靶点。星形胶质细胞已知与阿尔茨海默症等记忆障碍有关,研究者们的数学模型可能会激发对新治疗靶点的探索:通过精确调节星形胶质细胞的连接性或信号传递,可能会恢复或补偿丧失的记忆功能。
除了神经科学领域,这一模型可能在人工智能中也有应用前景。它或许能够帮助研究人员创建类脑硬件系统,这些系统能够使用密集的记忆架构,像大脑一样高效地存储和回忆大量信息。
总之,星形胶质细胞在大脑记忆储存中的角色可能远超我们的想象。随着研究的深入,我们或许能够揭开更多关于记忆形成的秘密,为脑科学和人工智能的发展带来新的机遇。
注:本文内容仅供科普参考,不构成专业医疗建议,如有健康问题请咨询专业医生。