突然想不起來那人是誰? 記憶突然卡住之謎

如果不能正確地回想起過去的事情，那會怎樣？記憶的形成好比把一個人的面孔和名字等資訊聯繫在一起，然後儲存起來；而記憶的讀取好比你再次遇到這個人時，能想起來他叫什麼。如果你突然想不起來他是誰，這可能是一種暫時性回憶障礙。

人們的各種精神現象離不開生理基礎的支援，記憶也有其神經生理機制。在大腦中，相互關聯記憶資訊是如何被讀取的，仍是現代神經生物學研究中的一個難題。最近，德國馬克思—普朗克神經生物學院和法國巴黎高等工業物理化學學院科學家組成的一個國際聯合小組，通過研究果蠅大腦對氣味資訊的回憶過程，向揭開記憶的讀取機制邁出了重要一步。他們的研究結果發表在近期的《自然·神經科學》上。

具有讀取功能的神經元

人類的大腦有1000億個神經元，果蠅大腦內的神經元要少得多，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資訊和資訊之間的聯繫，並能在較長時間內記住它們。而且，由於果蠅大腦結構更加簡單，只有幾十萬個神經細胞，研究起來更容易，科學家甚至能從源頭開始，一個細胞一個細胞地分析整個過程。

在實驗中，研究人員採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繫在一起。訓練只重復了一次，果蠅就記住了，再遇到這種氣味會馬上逃開。

這次實驗中的關鍵是，科學家們利用一種特殊的基因技術，改變了細胞周圍的環境，從而使某個特定的神經細胞喪失活性。當他們使一種稱為MB-V2的神經細胞喪失活性時，果蠅的其他行為並沒有改變，只有在回想某個關聯記憶時，才顯出了不同。

實驗結果表明，MB-V2神經細胞與記憶“讀取”路徑有關，被認為是負責回想關聯記憶的主體，而它們對於把氣味和電流刺激聯繫在一起的能力，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資訊的腦功能區在腦側角。但它們為何會對某種氣味產生回避行為，此過程中的條件機制尚不清楚。為了找出與氣味記憶讀取相關的神經細胞，研究人員對果蠅的大腦進行了結構和功能篩查。

他們發現，在果蠅腦中一個叫做蘑菇體的特殊位置，不愉快的嗅覺記憶在這裡形成。這裡會對各種氣味資訊給出一個或正或負的評價值，當把一種中性的氣味與電流刺激的負面感受聯繫在一起時，就形成了一種令其厭惡的氣味記憶。

而在記憶讀取時，要求蘑菇體輸出指令，MB-V2神經細胞能接受來自蘑菇體的資訊，再反過來傳給側角的神經細胞。MB-V2是一種類膽鹼輸出神經元，從蘑菇體垂頁突出伸向上原腦中部和側角。附加相關條件（如電流刺激）後，MB-V2對氣味的反應被明顯修改。經過側角資訊處理後，就會出現本能地躲避或靠近氣味的行為。當果蠅的MB-V2神經細胞喪失活性後，會對這種氣味泰然自若。

研究人員表示，腦側角會本能地對驅蟲劑的氣味起反應，而在記憶讀取過程中，MB-V2神經細胞形成了與本能氣味回避相關聯的氣味路徑。它對短期和長期記憶的讀取都非常關鍵，但並不負責形成和強化記憶。

“鑒別出這些細胞，並確定它們在記憶讀取過程中的作用，這是研究記憶如何指導動物行為方面的一個重要的里程碑。”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換路徑的功能，此前的氣味記憶通過這種轉換路徑，導致了與回避行為相聯的記憶讀取。也許有一天，科學家能解釋為什麼我們的大腦會出現突然卡殼這種現象，這也是開發治療記憶缺失藥物的重要前提。”

科技日報  2011/07/21 常麗君

相關連結

• How memory is read out in the fly brain: MB-V2 nerve cells enable the read-out of associative memories (Max-Planck-Gesellschaft)
• Mushroom body efferent neurons responsible for aversive olfactory memory retrieval in Drosophila (Nature Neuroscience)