科學(xué)家揭示大腦讀取記憶過程
 

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

    如果不能正確地回想起過去的事情，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(chǔ)存起來；而記憶的讀取好比你再次遇到這個(gè)人時(shí)，能想起來他叫什么。如果你突然想不起來他是誰，這可能是一種暫時(shí)性回憶障礙。

    人們的各種精神現(xiàn)象離不開生理基礎(chǔ)的支持，記憶也有其神經(jīng)生理機(jī)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(xiàn)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，通過研究果蠅大腦對(duì)氣味信息的回憶過程，向揭開記憶的讀取機(jī)制邁出了重要一步。

    具有讀取功能的神經(jīng)元

    人類的大腦有1000億個(gè)神經(jīng)元，果蠅大腦內(nèi)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(chǔ)各種不同的信息和信息之間的聯(lián)系，并能在較長時(shí)間內(nèi)記住它們。而且，由于果蠅大腦結(jié)構(gòu)更加簡單，只有幾十萬個(gè)神經(jīng)細(xì)胞，研究起來更容易，科學(xué)家甚至能從源頭開始，一個(gè)細(xì)胞一個(gè)細(xì)胞地分析整個(gè)過程。

    在實(shí)驗(yàn)中，研究人員采用了傳統(tǒng)的條件反射訓(xùn)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(xùn)練只重復(fù)了一次，果蠅就記住了，再遇到這種氣味會(huì)馬上逃開。

    這次實(shí)驗(yàn)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(xì)胞周圍的環(huán)境，從而使某個(gè)特定的神經(jīng)細(xì)胞喪失活性。當(dāng)他們使一種稱為MB-V2的神經(jīng)細(xì)胞喪失活性時(shí)，果蠅的其他行為并沒有改變，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(yàn)結(jié)果表明，MB-V2神經(jīng)細(xì)胞與記憶“讀取”路徑有關(guān)，被認(rèn)為是負(fù)責(zé)回想關(guān)聯(lián)記憶的主體，而它們對(duì)于把氣味和電流刺激聯(lián)系在一起的能力，即形成穩(wěn)定記憶的能力作用不大。

    改變記憶處理的路徑

    根據(jù)以前的研究，研究人員知道果蠅處理氣味信息的腦功能區(qū)在腦側(cè)角。但它們?yōu)楹螘?huì)對(duì)某種氣味產(chǎn)生回避行為，此過程中的條件機(jī)制尚不清楚。為了找出與氣味記憶讀取相關(guān)的神經(jīng)細(xì)胞，研究人員對(duì)果蠅的大腦進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和功能篩查。

    他們發(fā)現(xiàn)，在果蠅腦中一個(gè)叫做蘑菇體的特殊位置，不愉快的嗅覺記憶在這里形成。這里會(huì)對(duì)各種氣味信息給出一個(gè)或正或負(fù)的評(píng)價(jià)值，當(dāng)把一種中性的氣味與電流刺激的負(fù)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(xì)胞能接受來自蘑菇體的信息，再反過來傳給側(cè)角的神經(jīng)細(xì)胞。MB-V2是一種類膽堿輸出神經(jīng)元，從蘑菇體垂頁突出伸向上原腦中部和側(cè)角。附加相關(guān)條件（如電流刺激）后，MB-V2對(duì)氣味的反應(yīng)被明顯修改。經(jīng)過側(cè)角信息處理后，就會(huì)出現(xiàn)本能地躲避或靠近氣味的行為。當(dāng)果蠅的MB-V2神經(jīng)細(xì)胞喪失活性后，會(huì)對(duì)這種氣味泰然自若。

    研究人員表示，腦側(cè)角會(huì)本能地對(duì)驅(qū)蟲劑的氣味起反應(yīng)，而在記憶讀取過程中，MB-V2神經(jīng)細(xì)胞形成了與本能氣味回避相關(guān)聯(lián)的氣味路徑。它對(duì)短期和長期記憶的讀取都非常關(guān)鍵，但并不負(fù)責(zé)形成和強(qiáng)化記憶。

    “鑒別出這些細(xì)胞，并確定它們?cè)谟洃涀x取過程中的作用，這是研究記憶如何指導(dǎo)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，“我們第一次證明了這種轉(zhuǎn)換路徑的功能，此前的氣味記憶通過這種轉(zhuǎn)換路徑，導(dǎo)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(xiàn)突然卡殼這種現(xiàn)象，這也是開發(fā)治療記憶缺失藥物的重要前提。”