剛剛，《自然》重磅發(fā)布！美國首次發(fā)現(xiàn)記憶形成的分子機(jī)制

大腦竟然自帶三把“分子時(shí)間鎖”，精準(zhǔn)決定你的每一段記憶是存活幾天、幾周，還是伴隨終生——這項(xiàng)剛剛登上《自然》的發(fā)現(xiàn)，或徹底顛覆我們對(duì)“遺忘”的認(rèn)知。

【重磅發(fā)布】北京時(shí)間2025年11月26日，頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）刊發(fā)了一項(xiàng)里程碑式的研究。來自美國洛克菲勒大學(xué)的Priya Rajasethupathy教授團(tuán)隊(duì)，首次揭示了大腦將短時(shí)記憶轉(zhuǎn)化為長時(shí)記憶的完整分子機(jī)制。這不僅解釋了為什么我們能記住童年的創(chuàng)傷卻忘了昨天的午飯，更為阿爾茨海默病等記憶障礙的治療提供了全新的“修路”方案。

夜深人靜時(shí)，你是否想過：大腦每天接收無數(shù)信息，它是如何決定哪些畫面變成“永久存檔”，哪些畫面被丟進(jìn)“回收站”？

過去幾十年來，科學(xué)家一直認(rèn)為記憶像個(gè)電燈開關(guān)：海馬體負(fù)責(zé)點(diǎn)火，一旦通過，記憶就會(huì)像文件一樣被轉(zhuǎn)存到大腦皮層永久保存。

但這個(gè)理論太簡單了。它解釋不了為什么有些記憶明明已經(jīng)形成，卻在幾天后莫名消失；而有些記憶卻能跨越幾十年，歷久彌新。

為了解開這個(gè)謎團(tuán)，研究團(tuán)隊(duì)在美國洛克菲勒大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，策劃了一場“記憶的生死大逃殺”。

他們給小鼠戴上了微型VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）設(shè)備，創(chuàng)造了一個(gè)“楚門的世界”。在這個(gè)世界里，小鼠會(huì)經(jīng)歷高頻重復(fù)的事件（重要記憶）和偶爾發(fā)生的事件（次要記憶）。結(jié)果正如預(yù)期：那些高頻出現(xiàn)的事件，被小鼠牢牢記住了數(shù)周；而那些偶爾出現(xiàn)的插曲，雖然當(dāng)下記住了，但沒過幾天就被遺忘得一干二凈。

真正的秘密，就藏在這“遺忘”與“記住”的分叉路口。

第一道關(guān)卡：丘腦中的“幾天”

研究人員利用單細(xì)胞測序技術(shù)，潛入小鼠的大腦深處，在丘腦前核（ANT）——一個(gè)連接海馬體和皮層的關(guān)鍵樞紐——發(fā)現(xiàn)了一絲詭異的波動(dòng)。

當(dāng)記憶形成時(shí)，并沒有什么驚天動(dòng)地的變化。但在記憶形成后的幾天里，一個(gè)名叫Camta1的分子悄然蘇醒了。

這是一種對(duì)鈣信號(hào)極其敏感的轉(zhuǎn)錄因子。研究人員嘗試用CRISPR技術(shù)敲除了這個(gè)基因，結(jié)果發(fā)生了令人毛骨悚然的一幕：

小鼠的學(xué)習(xí)能力完全正常，它們能像普通老鼠一樣學(xué)會(huì)走迷宮。但是，僅僅過了幾天，這段記憶就憑空消失了。

Camta1是記憶的第一把鎖，它負(fù)責(zé)給記憶續(xù)命“幾天”。如果沒有它，記憶就像寫在沙灘上的字，潮水一漲就沒了。

第二道關(guān)卡：接力棒交接

但這還不夠。那些能維持?jǐn)?shù)周的記憶，又是怎么做到的？

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，Camta1的活性逐漸下降，而另一個(gè)名叫TCF4的轉(zhuǎn)錄因子接過了接力棒。

TCF4負(fù)責(zé)加固神經(jīng)元之間的連接結(jié)構(gòu)。當(dāng)研究人員敲除TCF4后，小鼠的記憶雖然能挺過前幾天（因?yàn)镃amta1還在），但在幾周后的測試中，它們又把這就事兒忘光了。

TCF4是記憶的第二把鎖，它負(fù)責(zé)將記憶的有效期延長至“數(shù)周”。

這簡直就是一場精密的分子接力賽！只要任何一棒掉鏈子，記憶就會(huì)在那個(gè)特定的時(shí)間點(diǎn)瞬間崩塌。

但是，最讓人震撼的發(fā)現(xiàn)還在后面。

那些伴隨終生的記憶，究竟藏在哪？

視線從丘腦轉(zhuǎn)移到了大腦的高級(jí)指揮中心——前扣帶皮層（ACC）。在這里，一種名為Ash1l的分子作為“終極BOSS”登場了。

Ash1l不是普通的修補(bǔ)匠，它是一位組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶。用通俗的話說，它是來“改寫歷史”的。它不直接參與記憶的形成，而是通過表觀遺傳修飾，直接改變了神經(jīng)元DNA的折疊方式，給記憶打上了永久的烙印。

敲除Ash1l的小鼠，學(xué)習(xí)沒問題，短期記憶沒問題，中期記憶也沒問題。但在幾個(gè)月后的測試中，它們的記憶消失了。

Ash1l是記憶的終極之鎖，它負(fù)責(zé)將記憶轉(zhuǎn)化為“永久”。

這項(xiàng)研究最顛覆的地方在于：它告訴我們，記憶不是一張拍立得照片，而是一個(gè)持續(xù)施工的工程。

• Camta1是打地基的，保你幾天不倒；
• TCF4是砌墻的，保你幾周穩(wěn)固；
• Ash1l是刷漆封頂?shù)模Ｄ泔L(fēng)雨不侵。

這三個(gè)分子并沒有參與“學(xué)習(xí)”這個(gè)動(dòng)作，它們只負(fù)責(zé)“保存”。這解釋了為什么有些老年癡呆患者能學(xué)會(huì)新東西，卻轉(zhuǎn)頭就忘——他們的攝像機(jī)沒壞，是硬盤的寫入程序崩了。

正如研究者Priya Rajasethupathy所說：我們選擇記住什么，不是一次性的開關(guān)，而是一個(gè)不斷進(jìn)化的過程。

大腦用這種近乎殘酷的篩選機(jī)制告訴我們：只有通過層層關(guān)卡的考驗(yàn)，那些最深刻的經(jīng)歷，才有資格刻入你的生命。

參考文獻(xiàn)：

Terceros, A., Chen, C., Harada, Y., Eilers, T., Gebremedhin, M., Hamard, P. J., ... & Rajasethupathy, P. (2025). Thalamocortical transcriptional gates coordinate memory stabilization.Nature.

Rajasethupathy, P. (2025). Sequential transcriptional gates in the thalamo-cortical circuit coordinate memory stabilization.bioRxiv.