助解釋人腦龐大記憶儲存容量，研究：星形膠質細胞可能是關鍵
星形膠質細胞過去被認為是大腦「管家」，主要負責支持神經細胞儲存記憶、處理思想。但新研究表明星形膠質細胞不只是幕後角色，其數量、參與大腦儲存記憶過程的程度可能超乎想像。
人腦包含約 860 億個神經元，主要作用為傳遞訊息與協調身體各部分功能；具體來說，神經元負責接收、整合、傳遞電化學訊號來發送命令，幫助我們感知外界、思考、記憶、學習、控制運動、調節情緒等。
大腦還包含數十億個星形膠質細胞（Astrocyte）與神經元相互作用，長期以來，科學家認為星形膠質細胞主要為輔助細胞，執行碎屑清理、營養供給、維持細胞外離子平衡等功能，但最近研究表明，星形膠質細胞可能在記憶儲存、其他認知功能方面發揮重要作用。
過去幾年，神經科學研究表明海馬迴內星形膠質細胞與神經元之間連接若被破壞，則記憶儲存與檢索能力也會受到損害，隨著鈣成像解析度改善，研究人員還發現星形膠質細胞通過依賴鈣離子的路徑釋放穀氨酸，向神經元發出信號，表明星形膠質細胞可以檢測神經活動，這些變化可能觸發星形膠質細胞釋放膠質遞質到突觸中。
為了釐清星形膠質細胞可以用它們感知到來自神經元的訊息進行哪些運算，麻省理工學院團隊最近開發星形膠質細胞-神經元連接、以及星形膠質細胞如何儲存記憶的新模型，有助解釋人腦龐大儲存能力從何而來。
增加記憶內存能力
一般突觸僅連接 2 個神經元：突觸前細胞、突觸後細胞，因此科學家目前還不清楚大腦如何在突觸連接下實現多神經元耦合以儲存更多訊息，但當星形膠質細胞加入，一切將變得不同。
一個星形膠質細胞能聯繫數十萬個神經元與突觸，因此團隊大膽假設這類型細胞可能存在突觸之間的信息傳遞，新模型便為這種大腦儲存系統運作方式提供解釋，推測星形膠質細胞能透過鈣離子流訊號與神經元網路「溝通」進行複雜運算，協助建立龐大記憶容量。
新模型除了表明星形膠質細胞可同時連接多個神經元，進而大幅提高記憶儲存容量，另一關鍵特徵是它將星形膠質細胞視為一組突觸而非單一實體，每組突觸都可視為一個基本運算單元，進而產生比純神經元網路更大、更有效率的記憶系統。
後續若要測試該模型是否能準確描述大腦存儲記憶過程，可以嘗試開發精確操縱星形膠質細胞連接的方法，然後觀察這些連接如何影響記憶功能，除了提供大腦如何儲存記憶的新見解，也可做為下一代人工智慧新開發潛力。
（首圖來源：pixabay）
留言 1