备课素材（知识点）：“沉默突触”和学习记忆 生物人教版选择性必修1

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学习和记忆是大脑的高级活动，在高中生物学教学中一般只要了解大脑皮层的语言（言语）功能区就可以，人教版教材的内容更丰富一些，拓展了记忆和情绪的控制等，也出现了记忆过程的四个阶段及其联系。
近年来，来自麻省理工学院的科学家发现，成年人的大脑中包含大量的“沉默突触”，这些神经元之间的连接在未形成新的记忆之前保持着不活跃的状态。此次新研究中，麻省理工学院（MIT）的科学家却在正常小鼠的大脑中发现，成年大脑中仍然有多达数百万的沉默突触，约占成年大脑皮层所有突触的30%。这就能解释为何人在形成新的记忆时，不会忘记旧的记忆。相关研究已发表在近期的《自然》杂志上。
要看懂这项研究，我们需要先来了解下什么是沉默突触。突触是神经细胞之间传递信息的关键节点。
神经科学家过去在大脑中发现，有一类突触虽然有突触结构但没有信息传递的功能，因此它们被称为沉默突触。但沉默突触可以在一定条件下转变为有功能的突触。这种转变就引起了神经科学家的极大兴趣，因为它可以作为学习和记忆的基础。
兴奋性神经元主要有两类受体介导突触传递，一类叫 AMPA 受体，另一类叫 NMDA 受体。它们可以结合谷氨酸，打开通道允许阳离子进入细胞从而提高突触后膜电位，将兴奋传递下去。其中 AMPA 受体在常规突触传递中起主要作用，这是因为 NMDA 受体在生理条件下始终被 Mg2+堵塞，直到突触后膜电位提高到一定阈值，Mg 离子的阻遏会被移除。同时，NMDA 受体对 Ca2+有很高通透性，这可以介导突触本身性质的改变（即长时程增强 LTP， 或长时程减弱 LTD）。
长时程增强（LTP）是1966年泰耶·勒莫在兔海马体中发现的，一直以来是研究的热门主题。许多现代的LTP研究试图更好地了解其生物学基本原理，而其他一些研究则以探索LTP和行为学习之间的因果关系为目标。长时程增强（LTP）是突触前纤维受到高频刺激后，突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象，与人的长时记忆有关。下图是海马区某侧支LTP产生机制示意图：
长时程增强（LTP）是一系列反应的总和，这里提到主要是 LTP 会引发突触后神经元向突触后膜运输 AMPA 受体，增强突触传递强度。
从图中也可以看出，沉默突触是一类不含 AMPA 受体的突触，可以想见其下游神经元对常规的刺激没有反应，而对能使其产生长时程增强的刺激有反应，同时 AMPA 受体转运上膜，也就可以对此后的常规刺激产生应答。
例、学习和记忆是脑的高级功能之一，如图是人类不同形式记忆的关系，下列说法错误的是（ ）
A.学习是神经系统不断地接受刺激，获得新的行为习惯和积累经验的过程
B.短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关
C.学习和记忆是人脑特有的高级功能
D.长期记忆可能与新突触的建立有关解析：学习是神经系统不断地接受刺激，获得新的行为习惯和积累经验的过程，A正确；短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区（海马区）有关，而长期记忆可能与新突触的建立有关，B正确；学习和记忆是人脑的高级功能，但不是人脑特有的高级功能，C错误；根据以上分析已知，长期记忆可能与新突触的建立有关，D正确。故答案为C。