一项研究研究了称为Toll样受体4或TLR4的免疫受体对正常和受伤的大脑记忆功能的影响的研究发现，细胞途径对受体在未受伤和受伤的大脑中对兴奋性的影响有很大不同。 。

此外，研究人员发现了TLR4如何调节正常，未受伤的大脑中记忆功能的新颖机制。

该研究在大鼠身上进行，并发表在《大脑，行为和免疫》上，有可能导致旨在限制脑损伤后记忆缺陷的治疗方法。

分子，细胞和系统生物学副教授维吉·桑塔库玛(Viji Santhakumar)表示：“记忆力减退是脑损伤的主要长期不良后果，受伤后一天给予药物治疗以改善记忆功能的能力具有重大的临床意义。负责这项研究的加利福尼亚大学里弗赛德分校。“ Resatorvid，一种被批准用于其他疾病的临床试验的药物，在我们的研究中有效地阻断了TLR4并改善了损伤后记忆缺陷。”

大脑有神经元和称为胶质细胞的非神经元细胞。在正常的大脑中，神经元的活性被TLR4抑制。在受伤的大脑中，TLR4增加神经元的活性。具体而言，在脑损伤后，TLR4增加了齿状回的兴奋性，而齿状回是海马的记忆过程所涉及的电路，海马的脑结构在学习和记忆中起主要作用。

加州大学河滨分校领导的研究发现，只有神经元参与了TLR4介导的受伤大脑兴奋性的增加。相比之下，神经胶质细胞对于TLR4介导的正常大脑兴奋性降低是必需的。

她说：“我们发现在震荡性脑损伤后一天抑制TLR4信号，这在体育和交通事故中很常见，可降低兴奋性并改善一周到一个月后的工作记忆性能。”“我们的数据显示，可以选择性地操纵脑损伤破坏作用的潜在过程，并可以在损伤后保留记忆功能。”

尚不清楚TLR4到底如何影响正常和受伤的大脑的记忆功能。

Santhakumar说：“虽然实际机制尚不清楚，但推测是TLR4通过抑制正常大脑中的神经元活动来调节记忆功能，从而提高了信噪比。”“损伤后，TLR4的作用转变为增强神经元活动和促进兴奋性，从而增加了嘈杂的和非特异性的神经元放电，并降低了信噪比。损伤后，TLR4可能损害参与记忆形成的细胞过程，我的实验室目前正在研究。最重要的是，在受伤的大脑中抑制TLR4信号传导可改善数周至一个月的长期工作记忆缺陷。”

Santhakumar被一种常见的免疫信号分子TNFα所吸引，该分子既可导致正常，未受伤的大脑中TLR4依赖性的兴奋性降低，也可导致脑震荡后TLR4介导的兴奋性增加。在正常的大脑中，神经胶质细胞参与其中。在受伤的大脑中，涉及神经元。

她说：“我们的研究已经确定了神经元TNFα在调节兴奋性中的新作用。”“我们惊讶的是，由同一信号分子TNFα介导的神经胶质和神经元信号传导对神经元兴奋性的影响不同。”

接下来，Santhakumar和她的团队计划确定通过神经胶质介质介导的TLR4信号传导如何抑制网络兴奋性并促进正常大脑的记忆表现。研究人员还计划探索如何选择性地处理损伤后的神经元TLR4信号传导。

她说：“我们有兴趣确定在受伤后阻断TLR4信号传导是否能够阻止网络重组以及对记忆处理至关重要的节律性或振荡性脑活动异常变化。”

Santhakumar由研究论文的第一作者Akshata A. Korgaonkar加入了这项研究，他是圣路易斯华盛顿大学医学院的博士后研究员。UCR的Susan Nguyen，Dipikar Sekhar和Deepak Subramanian;癫痫和外伤性脑损伤专家Santhakumar在2018年加入UCR系之前曾在新泽西州罗格斯新泽西医学院的李颖，Jenieve Guevarra和Kevin CH Pang工作。

该研究得到了美国国立卫生研究院的支持;癫痫研究联合会;和新泽西州。