科學家們首次捕捉到腦細胞在受到被認為構成記憶形成基礎的刺激後，形成長期連線的影像。“重複刺激產生的持久記憶被推測涉及到這些連線的可見變化，”加州大學聖地亞哥分校的 Yukiko Goda 解釋說，“但這一直存在爭議。” 描述這些結果的報告發表在最新一期的《細胞》雜誌上。
關於神經元如何連線形成記憶的主要模型假設，一個細胞必須被反覆刺激才能與另一個細胞形成持久的連線，即突觸。Goda 說，以類似的方式，學生可能會透過在考試前一晚死記硬背來記住一些東西，但只有複習材料才能讓它牢固地記住。
為了捕捉突觸形成的動態過程，Goda 及其同事對神經細胞進行了基因改造，使其產生一種熒光形式的肌動蛋白，這種蛋白質為細胞提供結構支撐。研究小組在矽晶片上培養了這些細胞。將顯微鏡的光線照射到單個細胞上，會使電流流過被照射的矽，並激發細胞——很像一個神經元刺激另一個神經元。在單次暴露於光點後，肌動蛋白會向與相鄰神經元接觸的點移動，但很快又會退回。然而，當細胞在一個小時內接受四次照射時，肌動蛋白會移動到這些連線處並停留長達 18 小時，這表明突觸已經形成。“我們看到的顯示了突觸的所有特徵，”她指出。
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Goda 說，下一步將是更長時間地跟蹤神經細胞，以觀察連線是否持久。“但令人興奮的是，現在我們可以誘導這些變化，並詢問‘是什麼分子機制構成了這一[過程]的基礎？’” 她補充說，當這項工作完成後，研究人員就可以破壞動物體內的這種機制，看看會發生什麼。