推翻過去觀點 科學家發現大腦竟同時儲存兩份記憶

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文/生醫觀點江盛之

記憶可分為短期記憶與長期記憶,比如說:當我們拜訪一位朋友或出去遊玩時,這樣與自身有關的經歷是一種情節記憶(episodic memory)、陳述性的記憶。

過去的主流觀點會認為,情節記憶的行程與海馬迴及周邊額頁組織有關係,情節記憶經過固化 (consolidation) 後會由海馬迴轉移到大腦皮層。不過近日麻省理工刊載於《科學》的論文首次揭露過往的說法很可能不正確,因為海馬迴與大腦皮層或許同時儲存了兩份相同的記憶,情節記憶並非從海馬迴生成再轉移到大腦皮層,而是同時在兩處生成。短期記憶與長期記憶是同時形成的,然後它們向不同的方向演變,位於皮層的記憶變得更強,位於海馬迴的則變弱。

此這次發表論文的團隊來自日本理化學研究所(RIKEN)與美國麻省理工學院皮考爾學習和記憶研究所(Picower Institute for Learning and Memory)神經迴路遺傳研究中心,研究人員表示:「這次的研究成果揭示了廣泛的腦迴路機制」Picower生物與神經科學教授利根川進(Susumu Tonegawa) 表示,4月6日在科學界發表的調查結果可能會迫使一些修記憶鞏固發生的主要模式得到修正。

目前盛行的理論源自上世紀50年代,一名罹患嚴重癲癇症的美國男子亨利·莫萊森(Henry Molaison),當時只被稱為患者H.M., 由於接受了激進的療法,讓醫生切除了他大腦2/3的海馬迴與鄰近組織,這項手術透露海馬對於形成新的長期記憶至關重要。因為 Molaison手術的手術雖然成功減輕了癲癇症狀,但因損傷了海馬迴,旨在幫助控制其癲癇發作,自此不再能夠在手術後形成短期記憶,進而也無法擁有長期記憶。然而,他仍然可以獲得手術前形成的一些記憶。

此次發表論文的團隊來自日本理化學研究所(RIKEN)與美國麻省理工學院皮考爾學習和記憶研究所(Picower Institute for Learning and Memory)神經迴路遺傳研究中心,他們做出新判斷的依據源於在小鼠身上做的實驗,但據稱該發現同樣適用於人類。在2012年利根川進的實驗室開發了一種創新的方式,可以標記稱為engram細胞的方法,從而能夠追蹤特定記憶的行程,他們還可以使用光線射入小鼠的大腦,以控制短期記憶或長期記憶的打開與關閉。

研究人員對實驗小鼠施以電擊後,觀察顯示海馬迴及大腦皮層同時產生對於電擊的記憶。只不過小鼠產生此類情節記憶後的頭幾天,在皮層尚未成熟時,所儲存的長期記憶並未被使用,因此如果研究人員此時關閉位於海馬迴的短期記憶時,老鼠就會遺忘所遭受的電擊經過;可是當研究人員嘗試讓長期記憶重新啟動,老鼠就會再度喚回對電擊的恐怖回憶。研究還發現,如果海馬體與皮層之間的聯繫受阻,長期記憶就不會成熟而一直處於「沉默狀態」 。

研究團隊認為,這一發現將有助於認識「認知障礙」(Dementia) 相關疾病的原理,利根川進表示:「更細緻地了解記憶的生成原理,是更好地治療失憶相關疾病的基礎。」

資料來源
https://www.sciencedaily.com/releases/2017/04/170406143936.htm

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