长时程增强翻转的研究进展

高频刺激诱发ltp原理以高频刺激诱发LTP原理为标题随着神经科学的发展，人们对于神经可塑性的研究越来越深入。

而LTP（长时程增强）作为一种重要的神经可塑性现象，引起了广泛的关注。

LTP是指当神经元突触反复受到高频刺激时，其突触传递效率可以长期增强的现象。

本文将以高频刺激诱发LTP原理为标题，详细介绍LTP的机制和相关研究。

LTP的研究始于20世纪70年代，当时Bliss和Lømo等科学家发现，当大脑海马区的神经元突触受到高频刺激时，其突触传递效率可以长时间增强。

这一发现引起了人们对于神经可塑性的关注，并成为研究神经学和记忆学的重要突破点。

高频刺激是诱发LTP的关键。

通过高频刺激，神经元突触可以快速而持久地增加其传递效率。

具体而言，高频刺激会导致突触前神经元释放神经递质的数量增加，同时突触后神经元对神经递质的反应性也会增强。

这些改变使得突触传递效率增强，从而形成LTP。

那么，高频刺激是如何产生这些改变的呢？研究表明，高频刺激可以引发一系列的生物化学反应。

首先，高频刺激会导致突触前神经元释放谷氨酸。

谷氨酸作为兴奋性神经递质，可以结合突触后神经元上的NMDA型谷氨酸受体，引起钙离子的内流。

这些钙离子的内流会激活一系列酶的活性，使得突触后神经元的捕获效率增加。

高频刺激还会引发突触后神经元的信号通路的活化。

这些信号通路包括蛋白激酶A（PKA）和蛋白激酶C（PKC）等。

这些激酶的活化会导致突触后神经元的细胞内信号转导通路的改变，从而增强突触传递效率。

高频刺激还可以引发突触形态的改变。

研究发现，高频刺激可以促使突触后神经元发生脊柱增大和突触增生等形态学改变，这些改变进一步增强了突触传递效率。

值得注意的是，高频刺激诱发的LTP并不是一种简单的增强现象，而是一个复杂的过程。

LTP的形成和维持需要多个分子机制的共同作用。

此外，LTP的表达还受到多种调节因素的影响，如神经递质的类型和浓度、突触前神经元和突触后神经元之间的相互作用等。

长时程增强的分子机制
长时程增强（long-term potentiation, LTP）是一种在神经系统中发现的重要的突触可塑性机制。

它指的是在重复刺激一个突触之后，该突触的神经传递性能会长期增强。

在分子水平上，长时程增强的分子机制可以分为瞬时期（early phase）和维持期（late phase）两个阶段。

在瞬时期，主要发生突触前和突触后的信号转导事件，包括突触前钙离子通道的激活、G蛋白偶联受体（GPCR）和酪氨酸激酶受体的激活，以及突触后NMDA 受体和AMPA受体的激活等。

这些事件导致了蛋白质激酶的激活，特别是钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II（CaMKII）的激活，这是一个关键的调节蛋白。

CaMKII的激活会导致AMPA受体的内在活性化和突触后钙离子水平的增加，从而增强突触传递效能。

在维持期，需要新合成蛋白质和转录因子的介入。

重要的转录因子包括c-fos、CREB和BDNF等。

这些转录因子会促进新的基因转录和蛋白质合成，从而进一步增强突触连接强度。

具体的分子机制还包括DNA甲基化和组蛋白修饰等。

长时程增强的分子机制涉及到突触前和突触后的信号转导，包括钙离子通道的激活、蛋白质激酶的激活、基因转录和蛋白质合成等。

这些事件都能够促进突触连接的增强，从而实现记忆的形成和巩固。

在脑片水平上突触可塑性长时程增强的研究进展1郑小波1, 田心1*，宋毅军21 天津医科大学 天津市神经病学研究所，天津 （300070）2 天津医科大学总医院, 天津 （300052）E-mail：tianx@摘要: 长时程增强（Long-term Potentiation, LTP）是突触效能的重要表现形式，是研究学习与记忆突触机制的客观指标。

近年来随着脑片技术的发展，很多关于LTP的实验研究都在脑片水平上进行，本文介绍了海马脑片CA1区LTP的调节表达机制的研究，海马脑片上诱导产生的LTP的特征和脑片条件的关系，多巴胺转运蛋白阻断剂通过活化D3多巴胺受体增强海马脑片CA1区LTP，以及激活大鼠海马脑片CA1区突触β-肾上腺素能受体增强联合LTP的研究，综述了在脑片水平上研究LTP的诱导表达维持及调节等方面的研究动态进展。

关键词: 脑片；突触可塑性；突触效能；长时程增强1.引言突触的长时程增强(Long-term Potentiation, LTP)效应和学习、记忆机制密切相关，1973年Bliss[1]等发现家兔海马经短暂高频刺激后，神经元兴奋性突触后电位可增大并持续几小时甚至几周，他将这一现象称为长时程增强效应。

其后，许多研究人员也在实验中观察到LTP 的存在。

LTP的形成是一个非常复杂的过程，其形式和机制是多样的，因所在部位与接受刺激的不同而不同。

脑片是指从动物脑区制备的厚度为100~700μm能够在体外存活一定的时间的脑薄片，脑片技术起始于20世纪50年代Li和McIlwain的离体脑片电生理研究。

脑片兼有在体脑实验和离体神经细胞培养的某些特点，在体外48小时内依然能保持良好的活性，离子通道性质不会发生变化，离体脑片保持有完整的神经突起和神经解剖通路，便于研究突触活性。

在脑片的电生理过程中排除了活体血压、温度、电解质、血脑屏障等因素的干扰，可以按不同的实验目的直接准确地改变脑片灌流液的成份和条件，如温度、酸度和渗透压、通氧状态、以及离子通道或细胞信号转导通路的阻断剂等；还能借助显微镜准确地放置记录电极和刺激电极。

低氧对突触效能长时程增强和长时程抑制的调控机制研究进展李竹雨1，陶嘉楠2，安琪21 青海大学研究生院，西宁810000；2 青海大学附属医院消化内科摘要：突触是神经细胞之间特异的通讯结构，通过形成功能性神经环路来传递和存储信息。

学习与记忆产生的神经活动是通过改变突触传递而改变脑功能，突触的结构和突触的效能也可以随着环境因素而改变。

在重复或持续的神经活动下，突触会发生一种长期性的效能改变，称为长时程增强（LTP）或长时程抑制（LTD），其中LTP是指突触对相同强度的刺激产生更强的反应，LTD是指突触对相同强度的刺激产生更弱的反应。

LTP和LTD可以调节神经元之间的连接强度，从而影响信息编码和存储。

低氧可以通过N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）调控突触效能的LTP，抑制LTP；低氧还可以通过缺氧诱导因子（HIFs）调控突触效能的LTP，增强或抑制LTP。

低氧可以通过α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸（AMPAR）受体或代谢性谷氨酸受体-5（mGluR5）调控突触效能的LTD，增强或抑制LTP。

关键词：低氧；突触；突触效能；长时程增强；长时程抑制doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2023.33.024中图分类号：R741.02 文献标志码：A 文章编号：1002-266X（2023）33-0101-04人体进入海拔2 500 m以上的区域时会出现明显的缺氧症状，甚至进展为各型高原病，故规定海拔2 500 m以上为医学角度上的高原［1］。

高原最主要的气候特点为低压性低氧、干燥、寒冷、高温及强紫外线等，其中对人体生理功能影响最大的是高原低氧［2］。

低氧对记忆或认知的影响主要体现在工作、学习、空间能力、记忆力和执行力等各个方面，海拔越高，低氧程度越严重，对记忆或认知的影响就越大。

除此之外，高原暴露时间也与记忆力的损害程度成正相关［3］。

突触是神经细胞之间特异的通讯结构，通过形成功能性神经环路来传递和存储信息。

中枢神经突触长时程增强现象一、LTP 的产生1973 年Bliss和Lomo发现了突触传递的长时程增强现象:当以一个或几个频率为10～20Hz,在串长为10～15s或频率为100Hz,串长为3～4s 的电刺激条件下,继后的单个测试刺激会引起群峰电位(PS) 和群体兴奋性突触后电位的振幅增大,群体峰电位的潜伏期缩短,这种易化现象持续的时间可长达10 小时以上。

二、LTP 与学习记忆的关系改变突触可塑性形成机制,可影响学习与记忆。

在特定环境中,诱导或增强突触可塑性,可促进或易化学习与记忆。

Thomas在海马突触可塑性与年龄导致记忆下降的关系研究中指出,易化LTP诱导,或降低诱导LTP 的阈值,可改善老年鼠的记忆能力;而阻断LTP 的诱导,会直接影响海马依赖性学习行为的获得。

三、LTP的形成机理LTP 的形成与维持是突触前和突触后机制的联合作用,脑内50%以上的突触是以谷氨酸为递质的兴奋性突触,突触前末梢释放Glu,与兴奋性氨基酸受体结合,诱发突触后神经元兴奋,产生兴奋性突触后电位( EPSP)。

兴奋性氨基酸受体分为NMDA 受体和非NMDA 受体,后者包括AMPA 受体和海人藻酸( Kainic acid,KA)受体。

非NMDA 受体也是化学门控性离子通道受体,受体兴奋时离子通道仅允许Na+、K+单价阳离子进出,胞外Na+ 内流引起突触后膜去极化,诱发EPSP快速参与兴奋性突触传递;同时非NMDA受体引起的膜去极化为移走Mg2+、激活NMDA受体创造了条件。

四、Ca2+与LTP突触前和突触后神经元内钙离子浓度的增高均与LTP的发生及维持有关,经元内Ca2+浓度的升高可以促进递质释放,Ca2+还可与突触前神经元内的钙调蛋白结合,促进递质释放。

Ca2+ 流入突触后神经元是LTP 产生的触发因素,如果用NMDA 受体的竞争性拮抗剂阻碍NMDA 受体的作用或细胞内注射Ca2+的螯合剂,都会阻碍LTP的产生。

关于长时程增强形成机理的研究进展.缉,嘲’葳,,生理科学进展1994年第25卷第1期关于长时程增强形成机理的研究进展糯蜘7[?;岁摘要长盱程增强(L TP)现象是信息贮存的客观指标.其形成主要与突触詹机制有关.本文就近生来关于L TP形成过程中膜受体特征及受体技激活后细胞内的级联反应研究进行了综运,主要包括钙离子通道,蛋白激酶C以及早期诱导基医与L TP的关系.长时程增强(L TP)现象作为信息贮存的客观指标,已在中枢神经系统(CNS)的多个区域内进行了广泛研究,对L TP形成机理的探讨获得了大量的实验资料,一般认为,L TP的形成和维持是突触前和突触后机制的联合作用.而以突触后机制为主.关于L TP形成的突触后机制的研究,主要集中于N一甲基一D门冬氨酸(NMDA)受体的特征及该受体被激活后的细胞内级联反应答氨酸及其它NMDA受体激动剂作用于该受体后,可引起以G蛋白为中介的一系列反应,包括:(1)钙离子通过受体偶联的阳离子通道经突触后膜进入细胞(EcelesTC.1983)}(2)以G蛋白为中介,激活磷脂酶C,并催化磷酯酰肌醇水解为三磷酸肌醇(IP)和二乙酰甘油(DAG);(3)以I和DAG作为细胞内第二信使,引起细胞内继发效应,IP.刺激内质网释放出游离钙.从而使细胞内游离钙水平进一步升高;DAG则在游离钙存在的条件下,激活蛋白激酶C(PKC),被激活的PKC不仅可加强钙依赖性谷氨酸的释放,提高突触后膜对递质的敏感性,而且能增强钙离子通过电压依赖性通道进一步内流入细胞;(4)PKc在细胞内可使底物蛋白磷酸化,其中包括对核转录因子的修饰作用.转录因子的修饰促使早期诱导基因的表达,进而影响到核内相关靶基因的启动和转录.,导致突触后神经元产生长时程生理效应.一,钙离子通道与L TP大量实验资料证明,ca内流入突触后膜是L TP产生的触发困素,突触后膜内游离ca浓度升高是I,TP形成的必要条件之一.突触后膜内Ca～浓度升高的机制至少有以下三方面:(1)Ca通过受体门控性阳离子通道进入nB)Ca~通过电压门控性钙通道进入;(3)细胞内贮存钙的释放.实验表明,在海马CAl区,与NMDA受体偶联的ca通道的开放是L TP 产生的触发因素,而L TP的维持则与细胞内钙敏感性信使的产生有关].使用钙敏感性荧光染料可以测出细胞内钙的动力学变化.当海马细胞受到各氨酸及NMDA刺激时,细胞内游离钙的浓度可由静.时的70nmol/L升高到300nmol/L;不同传入所引起突触联合兴奋时,可以产生L TP,同时可引起与NMDA受体偶联的ca通道开放,致使细胞内钙浓度升高4倍左右(HolmesWR.1990).使用电压钳制技术在海马CA3区所做的研究表明,电压门控性钙通道的开放是L TP产生的重要条件.将去极化电流通人锥体细胞内,当膜的去极化一旦达到足以激活钙通道时,就可以产生L TP(Je{{eD.1990),此外,使用显徽荧光计对单个锥体细胞测量时发现,当高频刺激引起海马锥体细胞产生L TP时,伴随出现突触后膜内ca.的堆积].迄今为止,在不同神经元上所发现的钙离子通道至少有L,N,T,P四型.其分型主要依据生理科学进展1994年第25卷弟1期离子通道的电压敏感性,药理学特征以及单通道的动力学参数等对海马细胞做全细胞钳制时发现,最大钙离子流出现于膜去极化至一10mY时(KayAR.1987).应用单克隆抗体标记通道蛋白发现,L型钙通道存在于海马锥体细胞的胞体及近端树突,且在主树突的基部呈高密度的丛状分布.电压依赖性钙通道的通导状况还受细胞内某些活性物质的调节,这些物质统称为电压依赖性钙通道的内源性调制剂,其中包括ca一本身以及G蛋白作用系统.这些调制剂不仅调制着突触后膜上的L型,T型通道的开放状态,影响着突触后ca”浓度,而且还通过改变突触前膜上的N型通道的开放状态.控制着ca流入突触前膜,进而对神经递质的释放量起调节作用.二,蛋白激酶C与L TP如前所述,L TP的突触后机制包括膜受体被激活后的一系列生化反应,其中包括蛋白激酶C的被激活近年来的研究进一步证明了PKC被激活是产生L TP 的重要条件.如将PKC注入海马脑片的CAI区,锥体细胞就可出现L TP样反应;实验还显示,PKC可明显加强由强直刺激所引起的L TP,使用PKC的激动剂可产生相同的生物学效应,而PKC抑制剂则可使海马锥体细胞不产生L TP.此外,研究还证明了PKC的激活至少参与了早期L TP的形成.动物行为实验的研究显示,PKC与学习和记h乙有密切关系].如用鼠条件反射实验检测动物的空间学习能力,海马PKC活性低的鼠空间学习操作也差. PKC实际上是一个复杂的,与Ca一/磷脂相关的酶系家族在脑内,已被分离出并加以确定的同功酶有PKC,I,Ⅱ,Ⅱ三种使用PKC特异抗体可以标记出同功酶在大鼠脑内的分布.最高密度区为新皮层,海马结构及杏仁核;其次为丘脑,下丘脑和尾状核;最低密度区为内囊,胼胝体等纤维丰富部位..海马是PKCI含量最丰富的区域之一,经亚细胞分析发现,包括突起在内的整个神经元都有PKC1分布.在额叶皮质,PKC主要分布在I～Ⅳ层的锥体细胞.并且主要分布在锥体细胞的胞体及顶树突内在猴脑内,PKC的高密度区包括枕叶,额叶等处理视觉信息的新皮层.研究结果表明,在动物脑发育的不同阶段,PKC的活性不同胚胎期大鼠的脑内PKC活性非常低,出生后逐渐增高.其中,PKCⅡ,Ⅱ自胚胎后期开始,至生后第6周逐渐升高,PKCI的活性则是在生后第2~-’3周内迅速升高.在猫视皮层发育的关键期,出现PKC活性的增强及底物蛋白磷酸化水平明显提高.PKC在脑发育过程中的这种变化,也进一步提示PKC与神经元可塑性密切相关.三,即早基因与IJTP在L TP产生过程中.有新蛋白质的合成.这也许是L TP能够维持数周乃至数月的物质基础.近年的研究资料显示.CNS内的即早基因可能参与了这种神经元的可塑性变化早期基因的表达产物作为第三信使.把神经细胞膜上受体感受的信息与核内的靶基因联系起来.即早基因主要包括—fos及f一两个家族.这两组原癌基因所编码的活性蛋白(如AP_1,Fos蛋白等)被认为参与了CNS,内调节基因转录与表达.当用兴奋性氨基酸类物质刺激分离培养的神经元时,可在30min内出现cfosmRNA的明显增多,其中用海人藻酸(kainicacid,KA)刺激所引起的cfosmRNA的增多可持续4～6h.在此过程中,PKC的被激活是基因表达的始动因素PKC使细胞内的转录活性蛋白磷酸化,导致了即早基因的表达.使用谷氨酸处理的神经元出现了AP1与DNA结合活性的升高.其升高水平可达正常的4～5倍.在大鼠海马齿状回部位,当使用50Hz的刺激脉冲引起稳定的L TP时,用免疫组化方法可测出生理科学进展1994年第25卷第1期rfos表达蛋白(Fos)免疫活性的大大增强.当使用苯巴比妥钠阻滞了L TP产生时.Fos的免疫活性即不再出现(JefferyKJ.1990).另外一些受体,如7一氨基丁酸受体A型,B型(GABAA,GABA),乙酰胆碱M型受体等被激活时,虽然也能通过不同的胞内途径引起一定的生理效应,但是并不引起类似谷氨酸等刺激神经元所引起的那种基因表达例如,当乙酰胆碱M型受体被激活后,同样引起了以G蛋白为中介的磷脂酰肌醇水解过程,也是以IP.和DAG做为细胞内第二信使,引起细胞内效应但是,当使用M.受体激动剂碳酰胆碱(carbocho1)后,却并不出现c.如mRNA的增加(szeke.1yAM.1989).根据上述实验结果推测,NMDA受体被激活所引起L TP这样的长时程生理效应.其关键环节可能在于即早基因的表达.四,甘氨酸与NMDA受体传统的神经生理学知识告诉我们,甘氨酸是存在于哺乳动物CNS内的抑制性神经递质.甘氨酸受体主要分布于脑干和脊髓,其受体分布范围远远小于GABA受体的分布.其受体功能可被士的宁所拮抗.这种甘氨酸受体被称为士的宁敏感性的甘氨酸受体.80年代以来,随着研究的逐步深入,又发现了另一类对士的宁不敏感的甘氨酸受体,它与NMDA受体复台物偶联存在.使用分离培养的胎鼠新皮层神经元做outside—Out斑片钳记录发现,当浴液中仅有NMDA而不含甘氨酸时,能记出单通道的开放,开放时程小于10ms;当浴液中再加入甘氨酸后,可以记录出两个通道同时开放,且开放持续时间超过30ms...甘氨酸对NMDA的这种加附图NMDA受体复台体模式图强作用在10nmol/L浓度时即可显示出来.而且,也不被士的宁所阻断.由于存在于脑脊液内的甘氨酸浓度足以使其发挥对NMDA受体的调制作用,所以甘氨酸的这种生理功能可在脑的正常活动中显现出来.甘氨酸对NMDA受体的调制作用,还表现在它能明显地加强L TP.而且这种作用也不被士的宁所阻断(TauckDI.1990)实验还表明,环自氨基酸,犬尿氨基酸这些能阻断士的宁不敏感性甘氢酸受体的物质,可以阻滞高频刺激在海马CA1区产生的L TP,而不影响正常的突触传递.由此看来,在CNS内与甘氨酸有高度亲和力的结合部位有两类:一类与抑制性的甘氨酸受体相联系t其功能可被士的宁特异性拮抗,这类受体结合部位在脊髓有较高的密度,称为甘氨酸受体A型;另一类对士的宁不敏感,这类受体的分布与NMDA受体的分布区高度一致,称为甘氢酸受体B型(WoodruffGN.1990).关于NMDA受体特征的研究资料表明,NMDA受体是包括了多个不同结合点的大分子生理科学进展1994年第25卷第舅复合体(附图).它至少包括以下几部分:(1)神经递质(谷氨酸)结台部位?与其偶联的阳离子通道,在正常膜电位时受到Mg的阻滞;竞争性拮抗剂(如D—APV等J 通过与激动剂竞争此功能部位而阻止生理效应的产生;(2)非竞争性拮抗剂作用部位一二价阳离子如Mg.?对通道有物理性阻滞作用;phencyclidine(PCP)等拮抗剂通过与通道蛋白内部位点的结合而调制通导状况;(3)偶联的甘氨酸结台部位.此外.谷氨酸的菲NMDA受体(AMPA)往往与NMDA受体并存于同一突触后膜上,分别调制着正常的突触传递及突桂的可塑性变化.近年来有资料显示.这种非NMDA受体可能在L TP的形成中也发挥着作用,其机理还有待进一步探讨.此外,NO作为一种新的神经元信使,已开始I起神经科学界的重视.初步研究发现.NO通过作用于大鼠突触后膜的各氨酸受体.调节着CNS内的兴奋性突触传递过程?并与成年动物的突触可塑性及L TP的形成有关其作用机制以及与NMDA受体的关系等一系列问题,尚待进一步研究参考文献lZaLutskyRA,NieollRAComparisonoftwoiormzoflongtet-mpotentiationinsinglehippocampa[ne~ronsScience.1990,248f】81g～16242LynchMA.V ossKL.PresynaptiechangesinlongrterIT】potentiation-elevatedsynaptosomalcalciumc.l1cenrra—tionandbasalphosphoinositide~Hrfloverindentategyrus-JNeuroehemtl891,58:ll3～1l83GraysonnR,SzekelyAM,CostaEGlutamateinduced geneexpressioninprimarycerebeilarneuFo~sIn:GuidottA.ed.Neurotoxiehyoiexcitatoryaminoacids Fidiaresearchfoundationsymposiumseries.vol4.NewY ork:RaveNPress,1990.185～2O2.4ArlJsteJeL,BenA y.Novelformoflong—termpotentia? tionproducedbyaKchannelblockerinthehippocam pusNature,199l,349j67～69jRegehrWC-一TankDWPostsynapticNbIDAreceptor mediatedcalciumaccumulationinhippocampalCAl pyramidalce1ldendrites.Nature,1990,845z807～8lO6WestenbroekRE.AhlijanianMK,Cattera1]WA.Clus teringofL?typeCachanne1…thebaseoimajorden—drkesinhippocam曲】pyramida1]~eLIrODsNature?l990? 347l281～884.7HanhauerI,GrilliMG.WrightAG,eta1.Studieson anendogenousregulatorofV oltage?dependemCa channelsin…orandcardiacmyoeytes-In=G’uidottA.ed-NeurotoxiekyofexcitatoryaminoacidsFidlare searchialmdationsymposiumseriesvol4.NewY ork:Ra~,enPress.1990.53～88.8HuGyHvallbyO,WalaasSI-eta1.ProteinkmaseC Inlecu.n1111ohippocampa]pyrarr.idalcellselicltsfent~resoflong—t…potentiation.Nature,l987-3284￡6～9.9WehnerJM,SleightS,UpchurehMHippoeampa]pro—teinkinaseCactivityisreducedinpoorspatiallearners BrainRes,1§90,523:l8～l87.10HuangFL,Y oshidaY.N~tkabayasbJH-eta1.Immuno cytochemicallocalizationofproteinkinaseCisozymesin ratbrain.JNeurosci,1988,唱4734～4744.1lSheuFS,KasamatsuT.RouttenbergA.Proteinkinase Cactivityandsubsrra~e(F1/GAP43)phospboryladon indevelopingcatv isualcortex.BrainRes?l99,2,524’l44～14812MorganJI,(2ohenDR.HempsteadJL.etalMapping patternsofclosexpressioninthecentralNervol1%sys1ef『IalterseizureScience,l987,∞7;l92～1918JohnsonJW,AscherPGlycinepote. ntiatestheNMDArespo~e】nculturedmousebrainreur0ns.Naturc, 1987.325:529～53l14LynchG,MullerDStepsbetweentheinductionand expression.longtempotentiationInGuidottA. edNeHrotoxicityofexdtaloryaminoacids.FidiaT.searchfoundationsymposiumseries..】4-NeY ork RavenPress.1990.185～148.15GallyJA,MonbaguePR.Reeke(iN,㈨alTheNO hypo~hesls:possibleeffectsoiashortLived?rapidly diffuAblesignalinthedevelopmentandiut,ctionofthe nervoussystemProeNatlAeadSciUSA.199C.87l 547～885l。

记忆巩固研究的新进展2024记忆是指大脑从客观事物获得的信息或经验在脑内编码、巩固储存以及随后检索读出的神经活动过程，是大脑进行思维和想象等高级神经功能活动的基础。

在记忆编码的过程中，输入大脑的信息被加工为记忆痕迹临时储存在海马体中，这些记忆痕迹不稳定，容易受到其他信息的干扰而迅速消退。

记忆巩固为记忆稳定的过程，该过程可使编码的信息从海马体转移到新皮质形成长期记忆。

记忆巩固是指将记忆由暂时、不稳定形式转变为更稳定、更持久形式的过程。

该概念最早于1900年提出，用以解释人类在学习材料后记忆容易受到干扰的现象。

RibOt定律提及近期记忆比远期记忆更容易受到干扰，突出短期记忆转为长期记忆的过程，即记忆巩固过程是记忆环节中不可或缺的重要部分。

记忆巩固的发生具有广泛性，发生于大脑的多个组织和功能层次上，它可以在清醒和睡眠期间进行，持续时间从数秒到数月甚至数年。

随着社会进入老龄化，自然衰老或阿尔茨海默病、血管性痴呆等神经退行性疾病造成的学习记忆障碍及其相关研究日益受到关注，其中记忆巩固障碍也是其机制之一。

解析记忆巩固机制将有助于进一步理解记忆障碍疾病的病理生理并为其治疗奠定基础。

1记忆巩固的两个过程记忆巩固的处理通常包括两个过程，细胞/突触水平和大脑系统水平。

根据时间维度，记忆巩固过程划分为两个层面：突触水平上，新编码的记忆痕迹在几秒到几小时内，逐渐稳定并储存于海马的局部回路中；大脑系统水平上，记忆痕迹需要在数小时到数周的时间内逐步整合至皮质，以达到稳定的状态，即完成记忆巩固。

突触巩固被认为可能是系统巩固的子程序。

1.1突触巩固突触巩固是指突触强度的局部变化，包括膜电位的变化和新的树突生长。

现代神经科学中有广泛的共识，即学习和记忆取决于突触强度的变化，新突触连接的建立是大脑存储新信息的核心方式。

赫布假说表明，当两个神经元反复同时放电时，它们逐渐形成联系并在之后继续同时放电；这种两个神经元稳定的同步放电倾向被称为突触巩固。

神经元的长时程增强与抑制神经元是大脑的基本单位，它是一种特殊的细胞。

神经元可以通过产生和传递信号来执行许多功能。

神经元的行为调节着整个大脑体系，是神经系统的中枢。

神经元之间相互连接，构成了神经元网络。

神经元网络中的神经元通过突触相互连接，共同进行信息处理。

许多的神经元网络被安排在特定的区域，以执行特定的功能。

而神经元网络中，最基本和重要的是信息记忆和信息学习。

神经元之间突触的强度，可以随着时间的推移而发生变化。

这就是神经元的长时程增强和长时程抑制，简称LTP和LTD。

LTP是突触传输信号强度增强，LTD则是信号强度减弱。

神经元得到这些信息之后，会对其自身的化学和电学信号进行调节。

神经元的长时程增强的形成，是通过一系列的生化机制实现的。

当神经元控制其相邻神经元的信号传输时，它们会释放神经递质。

神经递质是一种化学物质，可以使神经元存储在其突触的强度发生变化。

神经递质可以将LTP转化为LTD，进而改变突触传输的强度。

神经元的抑制性效果是LTD。

突触的长期抑制发生在一些化学对神经元的影响下。

当神经元释放抑制性的分子时，它们会影响突触响应，引起LTD，从而减弱线性信息的传递。

神经元的长时程增强和抑制，对于大脑的正常功能非常重要。

神经元长时程增强可以作为神经信息传递效率的保证，提高神经网络信息处理的性能。

而神经元长时程抑制可以保证神经网络中某些细节的精度，以达到更加完美的信息处理功能。

总之，在神经元网络中，神经元长时程增强和抑制是控制突触强度的基本机制。

神经元长时程增强和抑制的相互作用，才能构建出一个高度精密的神经网络。

通过对神经元长时程增强和抑制的研究，我们可以理解神经系统的各种行为，从而更好地掌握神经元网络的性能而实现人工智能。