记忆可能存储在神经元的细胞膜
你的大脑是负责控制你身体的大部分活动。它的信息处理能力是让你学习,你记忆的中央存储库。但是记忆是如何形成的,它位于大脑在哪里?
虽然神经科学家已经确定了大脑的不同区域记忆存储,如海马体的大脑,大脑皮层的表层大脑和小脑底部的头骨,他们还没有确定这些区域内的特定分子结构参与记忆和学习。
我们的团队的研究生物物理学家,物理化学家和材料科学家表明,内存可能位于神经元的细胞膜。
神经元是大脑的基本工作单元。他们是用来传输信息到其他细胞,使人体功能。两个神经元之间的连接,称为突触,突触之间的化学反应发生,称为突触间隙的空间,负责学习和记忆。
在更根本的层面,突触是由两个膜:一个与突触前神经元传递信息,和一个与突触后神经元接收相关信息。每个膜由一个脂质双分子层含有蛋白质和其他生物分子。
这些变化发生在这两个膜,俗称突触可塑性学习和记忆的主要机制。其中包括更改数量的不同的蛋白质膜,膜本身的结构。
突触可塑性可以分为短期、长期从毫秒到几分钟,或长期,持续几分钟至几小时或更长。突触前和突触后膜之间的化学过程发生在短期可塑性最终导致长期突触可塑性。
因为科学家认为大脑处理和储存信息的主要方式是通过这些长期突触的变化,我们想知道如果内存可能存储在细胞膜的脂质双分子层。
我们发现,暴露出一个简单的模型脂质双分子层电刺激,而不是与刺激大脑的研究中可以使用引发长期变化。使这个结果独特的是我们能够产生变化,简单的膜模型没有神经元蛋白质通常与它相关联。此外,长期的可塑性坚持我们的模型几乎24小时没有任何进一步的电刺激。这表明,神经元膜可能负责内存存储。
我们的研究结果支持使用脂质双分子层的模型对于理解生物记忆的分子基础。它也可以作为一个平台神经形态计算,电脑的内存组件是模仿人类大脑的结构和功能。
约翰Katsaras资深科学家在橡树岭国家实验室生物系统,联合学院物理学和天文学教授,田纳西大学;查尔斯·帕特里克·科利尔纳米材料科学研究科学家,田纳西大学,迪玛Bolmatov在物理研究助理教授,田纳西大学
