近日(11月30日)，美國麻省理工學院(MIT)腦與心智研究團隊的一項研究發現，成年小鼠的大腦中，仍具有數百萬個「沉默突觸」(silent synapse)，約佔大腦總突觸數量的30%之多，改變過去認為沈默突觸主要存在於幼年動物腦中的說法，也說明成人大腦如何保持一定的可塑性，在快速學習新事物的同時，仍不忘過去長久形成記憶。該研究發表於頂尖期刊《Nature》。

沈默突觸指的是在正常情況下，卻不產生功能的突觸(神經元之間用以傳遞訊息的接觸處)，過去研究已知其主要出現在動物幼年期，可幫幼年動物的大腦獲取大量訊息；在小鼠中，沈默突觸被認為會在約12天大(相當於人類生命的前幾個月)時消失。

沈默突觸的一大特色，是會表現NMDA受體，但缺乏AMPA受體，這兩項神經傳導物質受器必須同時表現，突觸才能正常傳遞訊息。

本次由MIT副教授Mark Harnett所領導的團隊，使用了一項稱為「保留表位的蛋白質體放大分析(Epitope-preserving magnified analysis of proteome, eMAP)」技術，仔細探測神經元樹突延伸出來的薄膜突起「絲狀偽足」(filopodia)，結果意外發現成年小鼠的視覺皮質和大腦其他部位，有比過去觀察到多了10倍的絲狀偽足構造，估計約佔大腦中所有神經突觸的30%之多。

過去科學家仍不清楚絲狀偽足的確切作用，一部分的原因是受限於傳統顯微影像技術無法清楚探究；而本次透過eMAP技術，研究人員可以物理性地擴大組織樣本，並標記樣本中特定蛋白質，進而獲得超高解析度的影像。

他們發現，絲狀偽足具有NMDA受體、缺乏AMPA受體的特徵，很相似於沈默突觸。為進一步了解，研究人員經由模仿相鄰神經元釋放神經傳導物質，來監測單一絲狀偽足的電生理活動，結果發現，除非NMDA受體被「解鎖」，否則絲狀偽足不會因接觸神經傳導物質而有所活動。

研究團隊還發現，將這些沉默的突觸轉為活化的突觸，比改變成熟突觸要容易得多。這項發現顯示，這些沈默突觸，可能是成年動物大腦用以維持可塑性的重要構造。

經由這些絲狀偽足構造，能讓成人記憶系統保持穩固，同時具有靈活性，好讓長期記憶能被穩定保存，但又能持續增加新的短期記憶。

研究人員表示，這項新發現可能有助於解釋為何成人大腦能不斷形成新記憶、學習新事物，但又無需修改已長久形成的現有突觸。

參考資料：

1.論文原文：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05483-6

2.https://www.sciencedaily.com/releases/2022/11/221130114452.htm

(編譯/巫芝岳)