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分析果蠅記憶行為 老人健忘之謎有解

大腦麩胺酸受器 主宰記憶儲存

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【大紀元11月9日訊】清大研究大突破 躍上國際期刊

〔自由時報記者許敏溶/台北報導〕老人健忘的謎底可能揭曉!

清大腦科學研究中心江安世領導的研究團隊,發現果蠅大腦中心的橢圓體(相當於人類大腦皮質 ),可能就是腦部儲存長期記憶的主要區域,中短期記憶則儲存在蕈狀體(相當於人類海馬迴 ),這些記憶的儲存都受到麩胺酸受器的控制,不僅使得腦部記憶的解構研究躍進一大步,更可能解開老人容易健忘的致病原因。

這項研究成果刊登在11月份全球神經科學領域影響指數最高的「自然神經科學」期刊上,這是台灣研究生首次以第一作者身分在該期刊發表,國科會與清大腦科學研究中心昨日共同率先發表這項研究成果。

中短期記憶 不會演變長期記憶

掛名第一作者的清大博士生吳嘉霖指出,過去相關學者認為,中期記憶可以演變為長期記憶,但這次研究打破過去想法,研究顯示中短期記憶與長期記憶應是獨立機制,代表中短期記憶不會演變為長期記憶。

大腦如何將單純事件轉化為儲存的記憶,向來是科學家全力探索的領域,經過多年來研究,神經科學界已清楚大腦裡面的麩胺酸受器攸關學習及記憶的成效,但不知道麩胺酸受器到底在那個環節扮演重要的角色。

江安世表示,清大腦科學研究中心依據今年3月首先研究繪製出的果蠅神經圖譜,清楚呈現果蠅腦中各種不同神經網路結構,透過這個優勢,又結合美國頂尖研究機構冷泉港實驗室發明的果蠅學習機,將果蠅經過味道及電擊反覆訓練學習的記憶性行為,分為實驗及對照兩組進行比較。

研究結果發現,有過學習經驗且在大腦已產生記憶的實驗組果蠅,大多會選擇對的方向避免受電擊處罰。

研究團隊再透過基因轉殖方式,讓果蠅大腦中的橢圓體無法產生麩胺酸受器,則會發現果蠅的表現卻回到原點,儼然沒有任何過去訓練產生的記憶,由此證實橢圓體是果蠅儲存長期記憶的區域,而這些記憶的儲存又受麩胺酸受器的控制。

研究也顯示,大腦裡的蕈狀體是負責果蠅中短期記憶的儲存,橢圓體則負責長期記憶儲存;不管那種時程的記憶,其腦神經細胞中的麩胺酸受器(蛋白質組織 ),若接受到鈣離子刺激,就會產生化學作用,使得橢圓體作用出現變化。

學者說,這次研究成果或許可以用來了解導致阿茲海默症、巴金森氏症等疾病在哪些腦神經細胞,更可能藉以了解憂鬱症、同性戀出現,是基因表現在哪些神經細胞所造成,未來若能透過藥物或其他刺激強化特定的麩胺酸受器,將可對老人健忘等毛病有所幫助。

小辭典:小小果蠅 牽動人類遺傳研究

不過,江安世表示,人類有上千億個腦神經細胞,現在還不知道那些特定的腦神經細胞,可以儲存中期記憶與長期記憶,只知道人類罹患巴金森氏症、阿茲海默症等腦神經疾病時,麩胺酸受器的表現量太少或不正常,所以透過了解果蠅的中長期記憶的運作機制,未來可擴及人類腦神經運作的相關研究。


由江安世領導研究團隊發現,果蠅儲存長期記憶腦區,其中長期記憶儲存在果蠅的橢圓體(圖中紅色部分),中期記憶儲存在蕈狀體(圖中綠色部分),未來有助於解開老人容易健忘等原因。(圖:清大腦科學研究中心提供)


果蠅與人類腦部功能對照圖


清華大學講座教授江安世(中)領導的研究團隊,發現果蠅記憶的儲存位置,以及麩胺酸受器在記憶儲存中扮演的關鍵角色。研究團隊包括吳嘉霖(右)、傅在峰(左)等人。(自由時報記者許敏溶攝)



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