當人們經歷新事件時，大腦會通過改變神經元之間連接線路的方式將其編碼形成記憶。這一過程需要開啟神經元中的許多基因。近日來自麻省理工麥戈文腦科學研究所的神經科學家們找到了控制這一復雜過程的主基因。研究結果揭示了一些支持記憶形成的分子，這些發現或可幫助神經學家們確定特定記憶在大腦中的確切位置。相關研究論文發表在12月23日的《科學》（Science）雜志上。

領導這一研究的是來自麻省理工麥戈文腦科學研究所的助理教授Yingxi Lin。此前的研究表明在經歷新事件時，一種稱為Npas4的基因會立即開啟，尤其在大腦的海馬區表達活躍。眾所周知，海馬區是長期記憶形成的關鍵大腦區域。在新研究中，Yingxi Lin及同事將研究焦點放在了Npas4基因上，她們發現Npas4還可通過激活其他一連串的基因，改變神經元的突觸連接，影響大腦的內部神經線路。

為了研究記憶形成的遺傳機制，研究人員對一種稱為情景恐懼訓練的學習過程進行了研究：當小鼠進入到特定的暗房中時，給予它們溫和電擊。在幾分鐘后，這些小鼠就學會了對暗房產生恐懼，當它們再次進入該房間時，它們會嚇得僵持不動。當他們敲除Npas4基因時，研究人員發現小鼠無法記憶它們的恐懼訓練。且這一效應僅受到海馬CA3區的影響。

此外，研究人員還發現Npas4基因在訓練的最初期階段即被打開，且主要是在海馬的CA3區域激活。“這將Npas4與許多其他的活性控制基因區分開來，”Yingxi Lin說：“大部分的活性控制基因可受到各種不同類型的刺激誘導激活，因此并非是一種特異性的記憶。”

“我們認為Npas4充當了一個觸發因子，在大腦的適當位點依次激活大量的下游靶因子。最終通過改變突觸抑制的方式或是其他某種我們還未了解的過程，修改了突觸改變，”文章的首作者、Yingxi Lin實驗室研究生Kartik Ramamoorthi,說。

到目前為止，研究人員還只識別出少數幾個由Npas4控制的基因，但他們懷疑有可能存在數百個之多。因為Npas4是一種轉錄因子，因此能夠對其他基因的轉錄進行調控。實驗的結果表明Npas4結合到了特異基因的激活位點，操縱RNA聚合酶II啟動基因轉錄。

接下來，研究人員打算進一步地篩查Npas4調控基因。他們還打算下一步研究在記憶提取時，是否如記憶形成時一樣相同的神經元開啟了Npas4基因，這將有助于他們找到儲存某些特定記憶的確切神經元。

 “我們正在探求記憶形成的過程，并且我們相信利用Npas4能為我們指明記憶形成的位置。由于它是以特異的方式開啟的，我們或可基于此標記出相關的細胞，找到大腦中記憶存在的位置，”Ramamoorthi說。