明尼苏达大学双子城分校领导的一个团队开发了一种新技术，允许科学家和工程师首次可视化活老鼠大脑中的mRNA分子。这项研究揭示了记忆是如何在大脑中形成和存储的新见解，并可能为科学家提供有关阿尔茨海默病等疾病的新信息。
该论文发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。
关于记忆是如何在物理上产生并储存在大脑中的，仍然有很多谜团。众所周知，mrna是一种参与蛋白质生成的RNA，是在形成和存储记忆的过程中产生的，但在细胞水平上研究这一过程的技术有限。以前的研究经常涉及解剖老鼠，以检查它们的大脑。
明尼苏达大学双子城分校的一名教职员工领导的研究团队开发了一项新技术，为科学家提供了一扇窗口，让他们了解老鼠活着时大脑中的RNA合成。
“我们对大脑中的记忆仍然知之甚少，”明尼苏达大学电子与计算机工程系副教授、该研究的主要作者朴槿惠(Hye Yoon Park)解释说。“众所周知，mRNA合成对记忆很重要，但在活的大脑中这是不可能的。我们的工作是对这一领域的重要贡献。我们现在有了这项新技术，神经生物学家可以在未来用于各种不同的实验和记忆测试。”
明尼苏达大学领导的团队的研究过程涉及基因工程、双光子激发显微镜和优化的图像处理软件。通过对小鼠进行基因改造，使其产生带有绿色荧光蛋白(来自水母的蛋白质)标记的mRNA，研究人员能够看到小鼠大脑何时何地产生Arc mRNA，这是他们正在寻找的特定类型的分子。
观看3D视频，展示活老鼠大脑的海马体区域。图片来源:明尼苏达大学
因为这只老鼠是活的，研究人员可以对它进行更长时间的研究。利用这种新方法，研究人员在老鼠身上进行了两个实验，在一个多月的时间里，他们能够实时看到当老鼠形成和存储记忆时，神经元或神经细胞在做什么。
从历史上看，神经学家们已经建立了这样的理论:当记忆形成时，大脑中的某些神经元群会兴奋，而当那个时刻或事件被记住时，这些相同的细胞会再次兴奋。然而，在这两个实验中，研究人员发现，不同的神经元组每天都会触发老鼠的记忆。
在老鼠创造了这种记忆后的几天里，他们能够在大脑的脾后皮层(RSC)区域找到一小群重叠的细胞，或每天持续生成Arc mRNA，他们认为这群细胞负责长期存储这种记忆。
“我们的研究是关于记忆的产生和提取，”朴说。“如果我们能理解这是如何发生的，这将对我们理解阿尔茨海默病和其他与记忆相关的疾病非常有帮助。也许患有阿尔茨海默氏症的人仍然将记忆储存在某个地方——只是他们无法找回它们。所以从长远来看，也许这项研究可以帮助我们克服这些疾病。”
除了朴槿惠，首尔大学的研究人员还包括李秉宪(Byung Hun Lee)、沈宰延(Jae youm)、文亨锡(Hyungseok Moon)和金东旭(Dong Wook Kim);韩国科学技术研究院研究员Jiwon Kim、Jang Soo Yook和Jinhyun Kim。
