近日,一篇发表在《自然-神经科学》(Nature Neuroscience)上的最新研究报告识别出与脑电波有关的关键基因,对记忆编码至关重要。该研究由德州大学西南分校的Bradley C. Lega博士和Genevieve Konopka博士主导完成。研究成果可能有助于开发新型疗法,治疗阿尔茨海默病和其他形式的痴呆症等记忆丧失疾病。
“我们知道,由于神经振荡的影响,参与学习的细胞形成了新的联系。但基因是如何调控人类的这一过程的,我们完全不知道。”Lega博士说。其中所说的神经震荡是指产生记忆时,脑细胞以不同的频率协同的活动。
研究人员的研究数据来源于16名癫痫病患者志愿者。在患者接受手术切除导致癫痫发作的大脑受损部分前几天,研究人员在这些患者大脑中植入电极,记录志愿者的脑电活动。同时,研究人员让他们进行“自由回忆”任务,包括阅读单词,做数学题等记录脑电波,建立数据集。
大约六周后,每个志愿者都接受了大脑颞叶切除术,来治疗癫痫。这个区域经常是癫痫发作的起始部位,对记忆的形成也很重要。手术五分钟后,受损的脑组织被送去处理,评估基因活动。
研究团队对样本中进行全RNA测序,研究人员从300个似乎在振荡活动中起作用的基因,缩小到12个“中枢基因”,最后,研究人员锁定一种名为SMAD3的基因,并进行了进一步的研究。发现SMAD3是控制许多中枢基因活动的主调节器,控制许多中枢基因的活动。
最后,研究证实,SMAD3在人类神经振荡中至关重要重要,并与其他影响学习和记忆的障碍息息相关。研究人员表示,随着对这些基因及其运作网络的进一步研究,最终有可能通过药物靶向特定的基因,来改善这些和其他疾病患者的记忆。
“这给了我们一个切入点,”Konopka说,“我们可以把重点放在这一点上,以便更多地了解人类记忆的基础。”