突破性發現！科學家解開記憶儲存的秘密結構

美國斯克裡普斯研究所的最新研究發現了記憶儲存的全新結構標記，這項突破可能為治療記憶喪失開闢新途徑。研究團隊運用先進的基因工具、3D電子顯微鏡和人工智慧技術，成功辨識出長期記憶的關鍵特徵——記憶痕跡（engram）。這項發表於2025年3月20日《科學》期刊的研究成果，為改善與老化和神經退化性疾病相關的記憶障礙提供了新見解。

「我們整合了多個領域的最新技術進展，」該研究第一作者、斯克裡普斯研究所研究生馬可·尤提波表示。「透過高解析度3D成像，我們以前所未有的細節揭示了儲存記憶痕跡的大腦迴路結構。由於傳統電腦程式分析這些影像可能需要數年時間，我們大量依賴AI演演算法，將資料處理速度提升了數個數量級。」

研究團隊聚焦於海馬迴——這個對動物和人類學習與記憶至關重要的大腦區域。他們利用小鼠模型，標記並識別在特定學習任務中被啟用的神經元，然後以奈米級解析度重建這些神經元之間的突觸連線。

「我們原本就預期會有有趣的發現，因為過去從未有過類似的研究方法，」神經科學教授、資深作者安東·馬克西莫夫說。「但我們沒想到的是，研究結果竟然挑戰了兩個長期存在的學術觀點。」

研究團隊發現，記憶形成後，孤立突觸的總數和排列方式並未改變。相反地，參與記憶痕跡的神經元是透過「多重突觸終端」（MSBs）來擴充套件其連線性——這種特殊的軸突終端可以同時向多達六個不同的樹突傳送訊號，而非僅限一個。

更令人驚訝的是，研究顯示相鄰海馬迴區域的記憶痕跡神經元並不會優先相互連線，這與學界普遍認知相悖。這些神經元反而是透過MSBs擴充套件網路，招募了學習過程中未被啟用的其他神經元。

研究人員還發現，記憶痕跡神經元在個別突觸結構上呈現細微變化，包括粒線體和光滑內質網等細胞內器官的改變。此外，這些神經元與星形膠質細胞（負責調節突觸功能和提供代謝支援的膠質細胞）的互動也有所增強。

「我們對於用藥物靶向MSBs來開發新型有效記憶障礙治療的可能性感到興奮，」馬克西莫夫表示。「但要實現這個目標，我們需要設計新工具來解析MSBs的分子組成——這完全是個未知領域。我們已在這方面取得進展，但仍有許多工作要做。」

這項研究是與加州大學聖地牙哥分校國家顯微鏡與成像研究中心（NCMIR）合作完成，該中心由神經科學傑出教授馬克·埃裡森領導。作為美國國立衛生研究院BRAIN計畫的國家技術整合與傳播資源中心，NCMIR提供最先進的成像工具來推動神經科學研究。

「我們非常幸運能與馬克和他的團隊合作，」馬克西莫夫說。「他們的專業知識、技術專長和最先進顯微鏡的使用，對我們的研究成功至關重要。」