据美国趣味科学网站6月10日报道，几十年来，科学家们一直认为神经元是大脑唯一的思想和记忆构建者。但最新研究表明，另一种经常被忽视的脑细胞可能在记忆中发挥比以前所认为的更重要的作用。

今年5月发表在美国《国家科学院学报》周刊上的这项研究提出，这种被称为星形胶质细胞的脑细胞，可能通过一种新发现的网络架构，为大脑惊人的记忆存储能力提供支持。

星形胶质细胞是在大脑中执行许多维护任务的星形细胞，包括清除细胞碎片、为神经元提供养分和调节血流。它们还具有纤细的分支结构，名为“突起”，包裹在神经元传递信息的接触点周围。这种包裹形成了所谓的“三方突触”，一种由两个相连神经元和一个星形胶质细胞共同参与的“三方握手”机制。

研究报告第一作者、国际商业机器公司约克敦高地研究室博士后研究员列奥·科扎克科夫说：“你可以把星形胶质细胞想象成拥有数百万触角的章鱼。”他在写给趣味科学网站的一封电子邮件中说：“这种章鱼的头是细胞体，触角是包裹附近突触的‘突起’。”

星形胶质细胞不会像神经元那样传递电脉冲。相反，它们通过钙信号进行信息传递，在细胞内和细胞之间发送带电钙粒子波。研究表明，星形胶质细胞通过改变自身内部钙浓度来对突触活动做出反应。然后，这些变化可以触发从星形胶质细胞向突触释放化学信使。

科扎克科夫说：“这些突起就像极小的钙计算机，它们能感知突触间的信息传递，将信息转送至其他突起，并接收反馈信号。”最终，这种链式信号传递会反馈至神经元，促使神经元调整自身活动。然而，研究人员尚未完全理解星形胶质细胞如何利用从神经元接收的信息执行精确的计算功能。

未参与这项研究的加拿大克伦比尔研究所助理教授毛里齐奥·德皮塔说，这一模型为这些存储系统在大脑中的运行方式提供了“基于生物学的解释”。过去用高分辨率显微镜进行的研究支持了这一观点，表明星形胶质细胞突起在整个大脑中交织在一起，并与多个突触连接。

不过，德皮塔在一封电子邮件中对趣味科学网站说，“模型是强大的工具，但它们终究只是现实世界的近似模拟”。他还警告说，现有技术尚无法实时捕捉人脑的动态活动过程，而验证该假说恰恰需要达到这种精密程度。

研究报告的作者指出，这一模型还为神经退行性疾病提供了潜在的治疗靶点。科扎克科夫说：“众所周知，星形胶质细胞与阿尔茨海默病等记忆障碍有关：我们的模型提供了可能出现问题的计算模型视角。我们的数学模型可能激发对新的治疗靶点的探索：精确调节星形胶质细胞突起的连接或信号传递，可以恢复或补偿失去的记忆功能。”

不过，这项工作要转化为临床治疗手段还需要进行更多研究。

除了神经科学之外，这一模型还可能指向人工智能的应用。德皮塔说，这一模型可以帮助研究人员建立类似大脑的硬件系统。这类系统可采用高密度记忆架构，使其能够像人类大脑一样，以极低能耗实现海量信息的存储与高效提取。这可以用于一系列广泛的应用，比如语音识别、机器人与自主系统、人工智能助手、脑机接口以及“神经义肢”。（编译/卢荻）