据物理学家组织网4月17日报道，美国得克萨斯大学休斯敦卫生科学中心（UTHealth）神经科学家利用一种数学模型，预测了海蜗牛的脑神经细胞会在何时投入学习，并通过一套训练方案重新训练这些细胞，使模拟记忆功能减退的海蜗牛神经元的连接恢复到近乎正常水平。这一成果在治疗与脑功能紊乱（如老年痴呆症等）有关的记忆减退方面迈出了重要一步。相关论文4月17日发表在《神经科学杂志》上。
海蜗牛也叫加利福尼亚海兔，它们的神经系统比较简单，但神经细胞的性质却和人类等高级物种非常类似。新实验以研究小组去年的一项研究为基础，当时他们开发出一套记忆提高方案，能使健康海蜗牛的长期记忆有明显改善。
论文合著者、UTHealth医学院博士张伊利（音译）开发出一种数学模型，能预测海蜗牛的大脑在准备学习时，脑细胞在什么时间发生了生化反应。这一模型以5个训练阶段为基础，这5个阶段可排列在不同时间，间隔5到50分钟，由此可形成1万种不同的训练课程表，并能找出最协调的课程表以达到最佳学习效果。
“按照逻辑，下一个问题就是能否用这种方法来克服记忆缺失。”论文高级作者、UTHealth医学院神经生物与解剖部主席约翰·伯恩说，“记忆的形成是由于不同神经元之间连接强度的改变，在许多与记忆缺失有关的疾病中，这种改变能力出现了障碍。”为了检验这种方法，论文合著者、UTHealth医学院高级研究员刘荣宇（音译）从海蜗牛脑中提取了感知细胞进行培养，并遏制了其中一种能产生记忆蛋白的基因的活性，使神经元在连接强度上大大受损，以此模仿一种紊乱性脑疾。神经元的连接强度负责长期记忆的形成。
他们按照数学模型的预测，每隔一段时间就给细胞使用一种化学物质，以模拟5个训练阶段，结果这些受损细胞的连接强度恢复到了近乎正常水平。
“虽然还有很多工作有待完成，我们已经证明了新方案在帮助克服记忆缺失方面的可行性。”伯恩说，“如果能识别出人脑中类似的生化反应，就可能把这套方法用于人类。研究结果表明，这是治疗认知功能障碍的一种新方案。数学模型有助于设计治疗方法，把训练计划和传统的药物治疗协调组合以达到最优效果。这两种方法结合能提高药物治疗的效果，至少能弥补部分药效或避免副作用，在治疗个体学习与记忆缺陷方面更具普适性。” |
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