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科學家解析幼年大腦如何形成畢生的記憶

圖片來源:medicalxpress

發表於細胞雜誌上的一項研究報告中,來自洛克菲勒大學等處的研究人員通過研究發現,幼蟲期的蠕蟲可以知道它們喜歡攝入什麼種類的有害細菌,同時也知道它們討厭什麼種類的細菌,而這種對食物的選擇喜好會一直持續到蠕蟲成年期。很多動物在出生後的一個關鍵時期內都會形成一種關鍵的畢生記憶,這種現象稱之為銘記,即動物生命早期即起作用的一種學習機能。

這項研究中,研究人員讓幼年及成年的蠕蟲學習避免食物的氣味,隨後他們對蠕蟲機體產生經驗記憶的神經迴路進行了細緻的研究,最終闡明了哪些神經元、基因及分子通路可以有效區分兩種類型的記憶,對以後研究神經生物學的學習記憶提供了新的思路。當成體的秀麗隱桿線蟲遭遇致病性細菌時,豈會通過移動到相反的方向來躲避,並且其會保持連續24小時對相似細菌的躲避能力,但這種記憶會很快消退。

而從另一個方面來講,年輕的蠕蟲則會形成一種長效的記憶力,文章中研究者將新生的蠕蟲置於病原體菌層上,放置12個小時(即蠕蟲的第一個幼蟲時間段),這個過程中菌體就會引發蠕蟲發生腸道感染但不會殺死蠕蟲,隨後當蠕蟲在成年期內遭遇相同的病原體時(3天後),其就會有效地進行躲避。研究者Jin說道,當沉默蠕蟲機體的特殊神經元,並且重複進行學習試驗時,我們就可以確定每一個神經細胞如何促成記憶形成的過程,相關試驗結果表明,介導兩種類型記憶的神經迴路是相似但卻並不相同,許多神經元都是銘記過程和成體學習過程所必須的,但名為AIB和RIM的細胞卻對於蠕蟲幼蟲期的銘記記憶形成非常關鍵。

由於大部分的動物腦細胞都比較複雜,對於科學家們而言很難詳細具體地研究記憶的元件,通過對秀麗隱桿線蟲進行研究(其大腦中僅有302個神經元),研究者們就揭示了驅動蠕蟲記憶形成和復現過程的特殊神經迴路,而這兩個過程在神經學上也是並不相同的。研究者Bargmann指出,當蠕蟲形成對食物嗅覺的早期記憶時,其就會利用一類特殊的神經元來「栽培」它們的記憶,而在聲明後期,當再次面對相同的氣味時其就會利用不同類型的神經元來提取記憶。

而記憶如何儲存於大腦中目前研究者並不清楚,但Bargmann表示,它們還需要後期更為深入的研究才能夠解析記憶儲存的機理,本文研究對於後期研究機體長效記憶的形成也提供了新的思路和線索。


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