科學(xué)家揭示大腦讀取記憶過(guò)程
 

                                             科學(xué)家*記憶突然卡殼之謎

    如果不能正確地回想起過(guò)去的事情，那會(huì )怎樣？記憶的形成好比把一個(gè)人的面孔和名字等信息聯(lián)系在一起，然后儲存起來(lái)；而記憶的讀取好比你再次遇到這個(gè)人時(shí)，能想起來(lái)他叫什么。如果你突然想不起來(lái)他是誰(shuí)，這可能是一種暫時(shí)性回憶障礙。

    人們的各種精神現象離不開(kāi)生理基礎的支持，記憶也有其神經(jīng)生理機制。在大腦中，相互關(guān)聯(lián)記憶信息是如何被讀取的，仍是現代神經(jīng)生物學(xué)研究中的一個(gè)難題。最近，德國馬克思—普朗克神經(jīng)生物學(xué)院和法國巴黎高等工業(yè)物理化學(xué)學(xué)院科學(xué)家組成的一個(gè)國際聯(lián)合小組，通過(guò)研究果蠅大腦對氣味信息的回憶過(guò)程，向揭開(kāi)記憶的讀取機制邁出了重要一步。

    具有讀取功能的神經(jīng)元

    人類(lèi)的大腦有1000億個(gè)神經(jīng)元，果蠅大腦內的神經(jīng)元要少得多，雖然它們的大腦不能跟人腦相比，但在許多腦功能的基本原理上二者仍有許多共同之處。果蠅也有記憶能力，它們的大腦也能存儲各種不同的信息和信息之間的聯(lián)系，并能在較長(cháng)時(shí)間內記住它們。而且，由于果蠅大腦結構更加簡(jiǎn)單，只有幾十萬(wàn)個(gè)神經(jīng)細胞，研究起來(lái)更容易，科學(xué)家甚至能從源頭開(kāi)始，一個(gè)細胞一個(gè)細胞地分析整個(gè)過(guò)程。

    在實(shí)驗中，研究人員采用了傳統的條件反射訓練，讓果蠅把一種特殊的氣味和溫和的電流刺激聯(lián)系在一起。訓練只重復了一次，果蠅就記住了，再遇到這種氣味會(huì )馬上逃開(kāi)。

    這次實(shí)驗中的關(guān)鍵是，科學(xué)家們利用一種特殊的基因技術(shù)，改變了細胞周?chē)沫h(huán)境，從而使某個(gè)特定的神經(jīng)細胞喪失活性。當他們使一種稱(chēng)為MB-V2的神經(jīng)細胞喪失活性時(shí)，果蠅的其他行為并沒(méi)有改變，只有在回想某個(gè)關(guān)聯(lián)記憶時(shí)，才顯出了不同。

    實(shí)驗結果表明，MB-V2神經(jīng)細胞與記憶“讀取”路徑有關(guān)，被認為是負責回想關(guān)聯(lián)記憶的主體，而它們對于把氣味和電流刺激聯(lián)系在一起的能力，即形成穩定記憶的能力作用不大。

    改變記憶處理的路徑

    根據以前的研究，研究人員知道果蠅處理氣味信息的腦功能區在腦側角。但它們?yōu)楹螘?huì )對某種氣味產(chǎn)生回避行為，此過(guò)程中的條件機制尚不清楚。為了找出與氣味記憶讀取相關(guān)的神經(jīng)細胞，研究人員對果蠅的大腦進(jìn)行了結構和功能篩查。

    他們發(fā)現，在果蠅腦中一個(gè)叫做蘑菇體的特殊位置，不愉快的嗅覺(jué)記憶在這里形成。這里會(huì )對各種氣味信息給出一個(gè)或正或負的評價(jià)值，當把一種中性的氣味與電流刺激的負面感受聯(lián)系在一起時(shí)，就形成了一種令其厭惡的氣味記憶。

    而在記憶讀取時(shí)，要求蘑菇體輸出指令，MB-V2神經(jīng)細胞能接受來(lái)自蘑菇體的信息，再反過(guò)來(lái)傳給側角的神經(jīng)細胞。MB-V2是一種類(lèi)膽堿輸出神經(jīng)元，從蘑菇體垂頁(yè)突出伸向上原腦中部和側角。附加相關(guān)條件（如電流刺激）后，MB-V2對氣味的反應被明顯修改。經(jīng)過(guò)側角信息處理后，就會(huì )出現本能地躲避或靠近氣味的行為。當果蠅的MB-V2神經(jīng)細胞喪失活性后，會(huì )對這種氣味泰然自若。

    研究人員表示，腦側角會(huì )本能地對驅蟲(chóng)劑的氣味起反應，而在記憶讀取過(guò)程中，MB-V2神經(jīng)細胞形成了與本能氣味回避相關(guān)聯(lián)的氣味路徑。它對短期和長(cháng)期記憶的讀取都非常關(guān)鍵，但并不負責形成和強化記憶。

    “鑒別出這些細胞，并確定它們在記憶讀取過(guò)程中的作用，這是研究記憶如何指導動(dòng)物行為方面的一個(gè)重要的里程碑。”研究作者之一的海洛姆·坦穆托解釋說(shuō)，“我們第一次證明了這種轉換路徑的功能，此前的氣味記憶通過(guò)這種轉換路徑，導致了與回避行為相聯(lián)的記憶讀取。也許有一天，科學(xué)家能解釋為什么我們的大腦會(huì )出現突然卡殼這種現象，這也是開(kāi)發(fā)治療記憶缺失藥物的重要前提。”