记忆的DNA密码：破坏与修复中的认知之谜

作者：段跃初

记忆，这个我们日常生活中不可或缺的心理过程，其形成机制一直被科学家们不懈探索。最新的研究显示，记忆的形成可能与DNA的破坏与修复过程密切相关。这一发现不仅揭示了大脑内部复杂的生物学机制，还为我们理解记忆障碍性疾病如阿尔茨海默症提供了新的视角。

在《自然》杂志上发表的一项研究中，科学家们发现，当小鼠形成长期记忆时，它们的神经细胞在炎症反应的帮助下，经历了DNA的破坏与随后的修复过程。具体来说，当小鼠学习将电击与特定环境联系起来时，它们的海马体——大脑中与记忆形成至关重要的区域——中的某些神经细胞出现了强烈的电活动，这种活动导致了DNA的双链断裂。

随后，炎症反应被启动，这一过程不仅修复了损伤，还帮助巩固了记忆。这一发现挑战了传统的认知，即在正常情况下，DNA的双链断裂与包括癌症在内的疾病有关，但在这种情况下，它却为记忆的形成和维持提供了生物学基础。

研究还发现，一种名为TLR9的蛋白质在这一过程中起着关键作用。TLR9通常参与免疫反应，识别并应对入侵的遗传物质。然而，在这项研究中，科学家们观察到神经细胞对自己的DNA片段作出反应，触发了炎症反应。这表明，记忆的形成可能类似于免疫细胞如何适应外来物质的机制。

当研究人员从小鼠身上移除TLR9基因后，这些小鼠在回忆长期记忆方面表现出困难，这进一步证明了TLR9在记忆形成中的重要性。这一发现提示我们，DNA的损伤与修复可能是记忆编码的关键过程。

尽管如此，这一研究结果如何与其他关于记忆形成的研究相结合，仍然是一个未解之谜。例如，海马体中的一些神经细胞群，被称为印记细胞，被认为是记忆形成的关键。这些细胞在学习事件后会表达特定的基因，但它们与研究中发现的与炎症反应相关的神经元群大部分是不同的。

神经元（在彩色扫描电子显微照片中显示）在记忆形成过程中修复断裂的DNA。图片来源:Ted Kinsman/科学图片库

都柏林三一学院的神经科学家Tomás Ryan表示，这项研究提供了“迄今为止最好的证据，证明DNA修复对记忆很重要”。但他也提出了一个问题，即DNA损伤和修复是否是印记细胞形成的结果。

未来的研究可能会进一步揭示双链DNA断裂是如何发生的，以及这一过程是否也发生在其他大脑区域。目前，我们对神经元之间的连接和神经可塑性有了很多了解，但对神经元内部发生的事情了解不多。这项研究为我们打开了一扇窗户，让我们窥视到了大脑内部复杂而精巧的记忆工作机制。随着科学技术的不断进步，我们期待着更多的发现，以解开记忆之谜，并为治疗相关疾病提供新的策略。

参考资料：

Memories are made by breaking DNA — and fixing it