大脑如何存储——以及如何访问——我们的记忆？虽然我们对大脑的理解（谢天谢地）比过去切除脑组织以观察会发生什么的时代有了长足发展，但对记忆的精确理解——以及我们的大脑如何回忆过去的经历——仍然难以捉摸。
11月6日发表在《自然》杂志上的一篇论文，研究了被称为星形胶质细胞的细胞——因其独特的星形而得名——在小鼠处理和存储记忆过程中所起的作用。该研究表明，这些细胞参与了记忆的形成和存储，并挑战了记忆仅存储在神经元中的既定理论。
该论文的首席作者Benjamin Deneen告诉《科学美国人》，在神经科学的早期，研究倾向于关注神经元，而将其他细胞视为相对不重要的支持结构。然而，随着我们对大脑复杂性的理解不断加深，我们对神经元当然重要，但它们并非唯一有助于大脑功能的细胞这一事实的认识也在提高。特别是，被称为神经胶质细胞的非神经元细胞——星形胶质细胞就是其中一种——的作用已经经历了彻底的重新评估。
Deneen说：“[星形胶质细胞]长期以来一直被视为大脑中单一的支持细胞。”然而，他继续说道，“在过去的20年里，我们对星形胶质细胞的认识经历了复兴，突出了其动态生理活性、在神经回路功能中的关键作用以及多样的分子特性。”
现代的理解是，星形胶质细胞似乎负责大脑的各种功能——实际上太多了，以至于很难简单地回答它们做什么的问题。Deneen说：“我的观点是，星形胶质细胞在大脑中就像‘瑞士军刀’一样。“它们几乎与大脑中的每一种细胞相互作用，[而且]一个星形胶质细胞可以接触多达10万个突触。”他列举了星形胶质细胞负责的几项关键活动：“[它们]在形成血脑屏障中起着至关重要的作用；为神经元提供代谢支持，缓冲离子并维持离子梯度；对损伤和退化作出反应；[以及]在损伤或其他侵害的情况下与大脑内的常驻免疫细胞相互作用。”
尽管如此，尽管它们很重要，但我们才刚刚开始探索星形胶质细胞参与记忆形成和存储的方式。
目前普遍认为，我们大脑存储记忆的方式是，记忆分布在大脑中一个被称为“记忆痕迹”的独特神经元网络中。正如Deneen解释的那样，“在细胞层面……每一个记忆都由一组不同的神经元组成，这些神经元分布在许多大脑区域——即记忆痕迹。重要的是，一个神经元可以参与多个记忆痕迹，但每个记忆痕迹都由一组独特的神经元组成。”
该研究检查了小鼠大脑中的星形胶质细胞——特别是被称为“学习相关星形胶质细胞”或LAAs的一种特殊类型——在学习经历期间和之后是如何活动的。研究人员发现，在这样的经历中，一些LAAs被激活；在不同的环境中重新激活LAAs似乎可以激发对记忆和相关学习的记忆提取。
研究人员还发现，由学习经历激活的LAAs保持了由NFIA基因表达的一种高水平蛋白质。阻止这种蛋白质的产生阻止了对相关学习记忆的提取。
因此，根据这些证据，星形胶质细胞似乎在记忆的存储和提取中都起着作用。这与普遍接受的记忆作为记忆痕迹存储的理论如何吻合？
Deneen笑着说：“这是我们现在实验室正在努力解决的一个问题。“一种思考方式是，星形胶质细胞‘倾听’神经元的声音，并作出反应以满足功能性神经回路的需求。在学习条件下，当一组神经元形成了一个记忆痕迹时，神经元可能需要将记忆的某些方面‘卸载’给星形胶质细胞，星形胶质细胞在那里充当给定记忆痕迹神经元所存储信息的金库或储藏室。”
无论如何，很明显，关于记忆工作细节还有很多需要学习的——而且星形胶质细胞的明显参与既提出了许多新问题，也暗示了许多新可能性。Deneen说：“很明显，星形胶质细胞现在也参与了记忆的提取。“它们是否真的存储了记忆，还是作为提取的通道，这一点尚不清楚。也许在细胞层面，星形胶质细胞和神经元之间存在某种‘索引’，神经元将其记忆‘信息’分发给许多近距离的LAAs。”
此外，关于星形胶质细胞本身还有许多问题需要解答：例如，虽然LAAs肯定是特化的细胞，但尚不清楚是否存在不同的、预先确定的星形胶质细胞类型，还是一个细胞会演变成承担所需的任何角色。“我花了二十多年研究星形胶质细胞是如何形成的以及它们做什么，”Deneen说，“而这个问题并不容易回答……我认为存在不同的星形胶质细胞亚型，但这并非非黑即白的问题。有证据表明不同的星形胶质细胞亚型是发育编码的……但这种‘多样性’是否反映了硬编码的、预先确定的状态，还是对它们局部环境的适应……仍然有待辩论。”
