长时程增强作用的与行为记忆的关联
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发布时间：2022-04-24 01:43
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时间：2023-10-19 11:47
虽然细胞培养中突触的LTP似乎为学习和记忆提供了一个良好的基础，LTP对于行为学习——即整个生物水平的学习的贡献，无法从体外研究中简单的推断出来。出于这个原因，科学家为探明LTP是否是一个活体动物学习和记忆的要求做了相当大的努力。LTP在恐惧情绪的建立上也起着至关重要的作用。 莫里斯水迷宫测试用来检验NMDA受体对于建立空间记忆的重要性。
1986年，理查德·莫里斯提供了LTP的确是在体内形成记忆所必需的最早的一些证据。他通过药理学方法修饰大鼠的海马体，以测试它们的空间记忆，因为海马体对空间学习的重要作用当时已然很明了。莫里斯对它们进行水迷宫训练，这些大鼠在漆黑的泳池内游泳，直到他们能够找到水面之下隐藏的平台。在这种训练中，正常大鼠会将隐蔽平台的位置与迷宫中布置的明显线索相关联。训练结束后，将一组大鼠的海马体用NMDA受体拮抗剂APV处理，而另一组则作为对照。然后两组均进行水迷宫空间记忆测试。对照组大鼠能够找到平台并从池中逃脱，而APV处理大鼠的表现明显不正常。此外，取自两组大鼠的海马体切片中，LTP本来很容易受控诱导，但在经APV处理的大鼠脑中却无法诱导。这提供了早期的证据，证明NMDA受体——乃至LTP——至少是某些类型的学习和记忆所必需的。
类似的，利根川进在1996年发现，海马体CA1区对活鼠空间记忆的形成至关重要。只有当大鼠处于特定区域——称为“位置区域”时，位于该CA1区的所谓位置细胞才会变得活跃。由于这些位置区域分布在整个环境中，一个种解释是，位置细胞组在海马体中能够构成地图。这些地图的精度决定了大鼠如何学习周围的环境，以及它如何探索环境。利根川发现破坏NMDA受体——特别是通过遗传学手段去除CA1区NR1亚基的大鼠，位置区域的产生明显没有对照组精确。也就是说，当NMDA受体受损时，大鼠会产生错误的空间地图。正如预期的那样，这些大鼠在空间测试中与对照组相比表现很差，进一步支持了LTP在空间学习中的作用。 阿兹海默病中淀粉样前体蛋白（APP）处理过程的异常会扰乱LTP，据认为会导致病人发病早期出现的认知能力下降。
LTP引起了不少阿兹海默病（AD）研究者的注意。这是一种神经退行性疾病，可导致明显的认知能力下降和痴呆。这种恶性病变与发生在海马体和内侧颞叶结构的退行性改变有关。由于海马体对LTP的影响，一些人认为，认知能力下降可能与LTP受损有关。
2003年，在对已有文献进行考察的基础上，罗温等人提出一种模型，来解释LTP如何影响AD。AD很可能，至少部分的，由淀粉样前体蛋白（APP）处理过程的异常而导致。这种不正常的过程的结果是，这种蛋白的片段，称为β-淀粉样蛋白（Aβ）的积累。 Aβ既可以溶解形式，也可以纤维状形式存在。按照罗云的假说，APP处理异常导致可溶性Aβ的积累，会损害海马体LTP，并最终导致AD早期所表现出的认知能力下降的症状。
AD也可能通过有别于Aβ的机制损害LTP。例如，研究表明，PKMζ酶积累于神经原纤维缠结，而神经原纤维缠结正是AD的病理标识。 PKMζ对于维持后期LTP至关重要。 成瘾医学领域的研究最近也很关注LTP，由于一种假说认为，药瘾是学习和记忆的一种强大形式。成瘾是一种复杂的神经行为现象，涉及大脑的各个部分，如腹侧被盖区（VTA）和伏隔核（NAc）。有研究表明，腹侧被盖区和伏隔核突触能够历经LTP，这种LTP可能是被归类为成瘾的那些行为的病因。
