摘要：研究人员发现，大脑神经元中的离子通道如何具有一种“分子记忆”，这有助于形成和保存终身记忆。研究人员已经确定了离子通道的特定部分，可以将新药物用于某些遗传疾病。...

研究人员发现，大脑神经元中的离子通道如何具有一种“分子记忆”，这有助于形成和保存终身记忆。研究人员已经确定了离子通道的特定部分，可以将新药物用于某些遗传疾病。这项从瑞典的林克平大学领导的研究已发表在自然通讯。

大脑的超级大国之一是它从过去的经历中学习并形成记忆的能力。这些重要过程取决于大脑神经元之间连接的重塑。神经交界称为突触，在某种意义上，大脑在细胞水平上不断地重塑大脑的整个生命都得到了增强或削弱。这种现象称为突触可塑性。

神经系统中有几个过程导致突触可塑性。这些过程之一与一种称为钙离子通道的分子有关，这些分子长期以来一直对林克平大学的研究人员感兴趣。

“我想揭示这些离子通道分子的秘密生活。钙离子通道在身体中具有非常重要的功能 - 通过打开和关闭，它们调节了神经到神经信号。但是，除此之外，这些分子除此之外，这些分子还具有自己的记忆，并且可以记住以前的神经信号。”领导研究。

这项研究的重点是特定类型的离子通道Cav2.1通道，这是大脑中最常见的钙离子通道。离子通道位于神经元末端的突触。当电信号通过神经元时，离子通道打开，将导致神经递质释放到突触中的接收神经元的过程中。这样，CAV2.1通道就是突触，神经元到神经通信的守门人。

延长的电活动减少了可以打开的CAV2.1通道的数量，从而减少了发射器的释放，因此接收神经元会收到较弱的消息。好像频道可以“记住”以前的信号，并且这样做，使自己无法通过随后的信号打开。直到现在，科学家如何在分子水平上起作用。

Linköping研究人员现在发现了一种机制，即离子频道如何“记住”。该通道是由几个相互连接的部分组成的大分子，它们可以响应电信号彼此移动。他们发现，根据电信号的强度和持续时间，离子通道可以采取近200种不同的形状。这是一台非常复杂的分子机。

“我们认为，在持续的电神经信号传导过程中，分子与通道栅极断开连接的重要部分类似于汽车中的离合器打破发动机和车轮之间的连接方式。然后不再打开离子通道。当数百个信号在足够长的时间内出现时，它们可以将大多数通道转换为“大多数通道”，以示为“声明的记忆状态”。

如果离子频道只能“记住”几秒钟，它如何促进终身学习？这种类型的离子通道中的集体内存可以随着时间的推移积累，并减少两个神经元之间的通信。然后，这会导致接收神经元的变化，持续数小时。最终，它会导致大脑寿命更长的变化，例如消除弱突触。

安东尼奥斯·潘塔齐斯（Antonios Pantazis）说：“这样，单个分子中可以持续几秒钟的'记忆'可以为一个人的记忆做出少量贡献。”

从长远来看，人们对这些钙离子通道的工作如何有助于治疗某些疾病的知识。产生Cav2.1通道Cacna1a的基因的许多变体与罕见但严重的神经系统疾病有关，这些疾病通常在家庭中运行。为了开发针对这些药物，它有助于了解您要影响的大离子频道的哪一部分以及应以什么方式改变其活动。

安东尼奥斯·潘塔齐斯（Antonios Pantazis）说：“我们的工作指出了在开发新药时应针对蛋白质的哪一部分。”

这项研究由瑞典研究委员会，林基大学沃伦伯格分子医学中心，瑞典大脑基金会，瑞典心脏肺基金会，狮子公共疾病研究基金会和NIH资助。