端聞

科學家以前描述的大腦「記憶規則」可能是錯的


美國和日本科研團隊發現,人腦把信息同時儲存成兩份同樣的記憶版本,一份供當下用,另一份則永久保存。圖為2011年,英國展覽上展出的真人腦。
美國和日本科研團隊發現,大腦把信息同時儲存成兩份同樣的記憶版本,一份供當下用,另一份則永久保存。圖為2011年英國展覽上展出的真人腦。攝:Matt Cardy/Getty Images

記憶可分為短期記憶與長期記憶,但近幾十年以來的主流學術觀點普遍認為:人類會先在大腦海馬體(Hippocampus)中形成短期記憶,隨後短期記憶才會逐漸轉化成長期記憶,並儲存於大腦皮層中。不過近日刊載於學術雜誌《科學》(Science)的論文指,這種流行已久的假說很可能是錯的,海馬體與大腦皮層中或許同時「寫入」了兩份一樣的記憶。

我們的實驗結果與已經流行了數十年的假說相反,這令人非常驚訝。

美國麻省理工學院(MIT)教授、論文通訊作者利根川進(Susumu Tonegawa)

目前流行的理論源於20世紀50年代,當時罹患嚴重癲癇症的美國男青年莫萊森(Henry Molaison)接受了激進的療法,讓醫生切除了他大腦中約三分之二的海馬體與鄰近組織。雖然手術成功地減輕了莫萊森的癲癇症狀,但也導致了嚴重的後遺症——儘管他手術前的舊記憶保持完好,但無法形成新的記憶。此後自1957年起直至莫萊森2008年逝世,他因這一症狀被學界廣泛研究,神經科學家們普遍認為海馬體被切除使他無法形成短期記憶,進而也無法擁有新的長期記憶。

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。

據研究團隊介紹,其創新的方式可以標記特定位置的神經元,從而能夠追蹤特定記憶的形成;並可以將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。

在研究人員對小鼠實行電擊操作之後,觀察顯示在其大腦的海馬體與皮層同時生成了對電擊的記憶。但在記憶生成之後的頭幾天,當「皮層不成熟」時,儲存的長期記憶似乎並沒有被小鼠使用。此時如果研究人員關閉位於海馬體的短期記憶,小鼠就會完全忘記電擊事件;但只要研究人員手動激活長期記憶,小鼠就會重新獲得對電擊的恐怖記憶。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」 。

英國劍橋大學(Cambridge University)研究記憶的 Amy Milton 博士稱讚這項研究令人印象深刻:「我認為這是一個強有力的案例,令人信服地告訴我們記憶是如何儲存於大腦中的。」

研究團隊則表示,這一發現也將有助於揭示認知障礙症(Dementia)相關疾病的更多原理。美國麻省理工學院(MIT)教授、論文通訊作者利根川進(Susumu Tonegawa)解釋道:「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。」

4750
據世界衞生組織(WHO)2016年發布的數據,全世界約有4750萬認知障礙症患者,且每年新增病例770萬。

聲音

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,位於海馬體的則變弱。

美國麻省理工學院博士後、論文作者之一 Mark Morrissey

海馬體

海馬體(Hippocampus)是人類及脊椎動物腦中的重要部分。目前在有海馬體的動物身上發現的海馬體皆成對出現,分別位於左右腦半球。它是組成大腦邊緣系統的一部分,位於大腦皮質下方,擔當着關於短期記憶、長期記憶以及空間定位的作用。靈長類的海馬體位於內側顳葉,擁有海馬角及齒狀迴等構造。海馬體名字來源於這個部位的彎曲形狀貌似海馬。在阿茲海默病中,海馬體是首先受到損傷的區域:表現症狀為記憶力衰退以及方向知覺的喪失。在動物解剖中,海馬體屬於腦的演化過程中最古老的一部分,但與進化樹上相對年輕的大腦皮層相比,靈長類動物尤其是人類的海馬體在端腦中只佔很小的比例。(資料來自維基百科,百科內容以 CC BY-SA 3.0 授權)

來源:ScienceAlertScienceDailyBBC每日電訊報


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