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老年失智病征 长庚发现新机制

长庚大学吴嘉霖老师研究团队。(长庚大学/提供)

【大纪元2017年09月04日讯】(大纪元记者徐乃义台湾桃园报导)长庚大学吴嘉霖副教授团队利用果蝇研究长期记忆形成的机制时,发现短、长期记忆的形成是由两套截然不同的大脑神经回路与分子机制所控制,也就是说,长期记忆并非由短期记忆转化而来。这项重要研究成果颠覆以往科学界对于记忆形成的认知,却也合理解释老年失智的临床病征,研究成果获得肯定,登上国际顶尖期刊“自然通讯”(Nature Communications),引起关注。

吴嘉霖表示,人类如何将学习的经验转为记忆储存一直都是科学界最想解开的谜题。过去的研究认为,大脑学习新的经验后,会先以短期记忆的形式存在于大脑内,随着时间的推进,短期记忆会慢慢转变为长期记忆并储存。

吴嘉霖团队以创新实验方式,利用口渴果蝇积极寻找水的生物本能,在它们喝水的同时给予特定气味,使其将水源与特定气味关连在一起,并且侦测这种奖励型记忆形成与消退的时间曲线,竟获得非常不同于过去研究的结果。

团队研究显示,此类记忆可以维持超过一天以上且不易消退,属于一种长期记忆。团队更发现大脑内一群特定的神经元,会透过释放多巴胺传递喝水的奖励讯号,到口渴果蝇脑中学习与记忆的中枢--蕈状体(mushroom body),并转为长期记忆储存。

果蝇作为模式生物进行生物医学的研究工作已超过百年历史,利用果蝇研究学习与记忆的分子机制有许多优点,包括果蝇具有丰富的遗传学操控工具,可研究目标基因在特定神经元的功能;以及果蝇头部有完整的大脑器官,且脑中神经回路负责控制各种与哺乳类动物相似的生物行为。果蝇与人类的基因相似度高达60%,生命周期又短,成虫果蝇寿命约60至70天,可观察老化所伴随的生理与行为变化。

研究发现在果蝇学习新的经验时,抑制短期记忆的神经回路虽会导致果蝇丧失短期记忆,但却仍然可以新增正常的长期记忆;反之,抑制长期记忆的神经回路将导致果蝇长期记忆无法形成时,果蝇却能持续拥有新的短期记忆。若分别活化调控短期或长期记忆形成的多巴胺神经回路时,果蝇则只能专一的产生短期记忆或长期记忆。简而言之,大脑在处理记忆资讯时,短、长期记忆是同时且独立地被写入不同脑区,根据时间长短的不同,提取不同脑区的记忆资讯。

吴嘉霖表示,这与过去研究有很重大的不同,在他们的研究中,短期记忆与长期记忆的形成,其实是由两套截然不同的大脑神经回路与分子机制所控制,也就是说,长期记忆并非由短期记忆转化而来。

老年失智/123RF

责任编辑:吕美琪