一項研究檢測了一種名為toll樣受體4 (TLR4)的免疫受體對正常大腦和受傷大腦記憶功能的影響，結果發現，該受體對未受傷和受傷大腦的興奮性的影響，與細胞通路有很大的不同。
此外，研究人員還發現了TLR4在正常、未受傷的大腦中調節記憶功能的新機制。
這項研究在老鼠身上進行，發表在《大腦、行為和免疫》雜誌上，有可能導致旨在限制腦損傷後記憶缺陷的治療方法。
「記憶缺陷是腦損傷的主要長期不良後果，在腦損傷後一天給予藥物治療以改善記憶功能的能力具有重要的臨床意義。」加州大學河濱分校分子、細胞和系統生物學副教授iji Santhakumar解釋道，他同時也是這項研究的領導者。
「Resatorvid是一種被批准用於其他疾病臨床試驗的藥物，在我們的研究中，它有效地阻斷了TLR4並改善了損傷後的記憶缺陷。」
大腦有神經元和被稱為神經膠質的非神經元細胞。在正常的大腦中，神經元的活動被TLR4所抑制；在受傷的大腦中，TLR4增加了神經元的活動。具體來說，腦損傷後，TLR4增加了齒狀回的興奮性，齒狀回是海馬狀突起中參與記憶處理的迴路，海馬狀突起是大腦結構，在學習和記憶中起著重要作用。
加州大學河濱分校領導的研究發現，只有神經元參與了TLR4介導的受傷大腦興奮性的增加。相反，膠質細胞對於正常大腦中tlr4介導的興奮性降低是必需的。
她說：「我們發現在腦震蕩腦損傷後一天抑制TLR4信號，這在運動和交通事故中很常見，可以降低興奮性，並在一周到一個月後改善工作記憶的表現。」「我們的數據顯示，在腦損傷的損傷作用下的過程可以選擇性地操縱治療，並可以在損傷後保留記憶功能。」
TLR4究竟是如何影響正常大腦和受傷大腦的記憶功能還不清楚。
Santhakumar說：「雖然實際的機制還不清楚，但推測是TLR4通過抑制正常大腦中的神經元活動來調節記憶功能，從而提高信號與噪音的比率。大腦受傷後，TLR4的作用是增強神經元活動和促進興奮性，增加噪聲和非特異性神經元放電，降低信號-噪聲。有可能TLR4在損傷後破壞了與記憶形成有關的細胞過程，我的實驗室正在對此進行研究。最重要的是，在受傷的大腦中抑制TLR4信號可以改善長期工作記憶缺失，持續幾周到一個月。」
Santhakumar被一個共同的免疫信號分子，TNFα,既有助於TLR4-dependent在正常興奮性，減少受傷的大腦，TLR4-mediated震蕩性的腦損傷後興奮性增加。在正常的大腦中，膠質細胞參與其中；在受傷的大腦中，神經元也參與其中。
「我們的研究已經確定了小說的作用在調節興奮性神經元TNFα,」她說。「我們感到驚訝，膠質和神經信號由相同的信號分子，TNFα,對神經元興奮性有不同的影響。」
接下來，Santhakumar和她的團隊計劃確定TLR4信號如何通過神經膠質介質抑制網絡興奮性，並促進正常大腦的記憶表現。研究人員還計劃探索損傷後神經元TLR4信號的選擇性調控。
她說：「我們感興趣的是確定在受傷後阻斷TLR4信號是否可以防止神經網絡重組和對記憶處理至關重要的大腦節律性或振蕩性活動的異常變化。」