揭秘章魚(yú)大腦記憶的奧秘

　　以色列希伯來(lái)大學(xué)Alexander Silberman生命科學(xué)研究所神經(jīng)生物學(xué)系的Benny Hochner博士領(lǐng)導的對章魚(yú)的研究，揭示了大腦儲存和讀取記憶的機制。

　　章魚(yú)等頭足類(lèi)動(dòng)物，因為具有相對較大的腦并能夠被訓練完成各種學(xué)習和記憶任務(wù)，而被認為是最聰明的無(wú)脊椎動(dòng)物。章魚(yú)的行為體系和學(xué)習記憶能力的復雜程度甚至與高級脊椎動(dòng)物相當。但是，無(wú)脊椎軟體動(dòng)物的大腦，無(wú)論神經(jīng)細胞的數目和解剖學(xué)復雜程度上都大大不如脊椎動(dòng)物大腦�？茖W(xué)家們試圖通過(guò)研究這種獨特的生物，來(lái)解釋現代神經(jīng)科學(xué)最吸引人的問(wèn)題之一：大腦是怎樣儲存和讀取記憶的?

　　在此前的研究中，Hochner發(fā)現章魚(yú)大腦中一處對學(xué)習和記憶很重要的區域，它表現出了興奮性、活性依賴(lài)的長(cháng)時(shí)程突觸增強(LTP)過(guò)程，并與脊椎動(dòng)物大腦的過(guò)程驚人地相似。

　　LTP 過(guò)程能夠在幾天甚至整個(gè)生命周期內，通過(guò)增強突觸的電信號傳遞而達到促進(jìn)神經(jīng)細胞信息轉換的作用。人們相信，大腦存儲記憶區域的神經(jīng)細胞間的突觸連接，在執行某種特定學(xué)習功能中會(huì )因為活性誘導的LTP過(guò)程而變得更活躍。 Hochner說(shuō)：“你可以把這描述為在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )中用來(lái)存儲長(cháng)期記憶的‘記憶痕跡雕刻’”。

　　在最新發(fā)表在《當代生物學(xué)》(Current Biology)上的文章中，Hochner描述了他是怎樣在章魚(yú)大腦中測試上述理論的。他通過(guò)使用人造LTP和電激勵來(lái)阻斷大腦的LTP過(guò)程。

　　當在指定訓練前使用這些技術(shù)阻斷LTP時(shí)，實(shí)驗組的章魚(yú)在第二天的長(cháng)期記憶測試中并不能很好地回憶起任務(wù)。通過(guò)破壞章魚(yú)大腦中的特定線(xiàn)路連接來(lái)阻止感官信息到達學(xué)習記憶區也得到了類(lèi)似的實(shí)驗結果。這些結果證明了LTP對產(chǎn)生記憶確實(shí)十分重要。

　　無(wú)脊椎動(dòng)物中存在LTP過(guò)程的這一事實(shí)說(shuō)明，LTP過(guò)程是調節學(xué)習記憶的十分有效率的機制。對章魚(yú)的研究實(shí)驗還對揭示記憶系統是怎樣組織的有所幫助。 Hochner說(shuō)，即使承認LTP對于學(xué)習記憶很重要，我們仍需進(jìn)一步的實(shí)驗來(lái)理解人類(lèi)和其他動(dòng)物大腦是怎樣利用這一分子層面的過(guò)程存儲和重新讀取記憶的。

　　Hochner認為這項研究還暗含著(zhù)與學(xué)習記憶的組織相關(guān)的問(wèn)題。有文獻記載，記憶過(guò)程可以分為幾分鐘幾小時(shí)的短時(shí)記憶和能夠把重要事情儲存很多天甚至一生的長(cháng)時(shí)記憶。有趣的是，同包括人類(lèi)的哺乳動(dòng)物一樣，章魚(yú)的短時(shí)和長(cháng)時(shí)記憶也是兩個(gè)分離的系統，位于大腦不同的區域。

　　目前人們還并不清楚這兩個(gè)系統是否和怎樣相互關(guān)聯(lián)的。但是，章魚(yú)大腦的組織展示了一個(gè)此前從來(lái)沒(méi)有沒(méi)描述過(guò)的信號混雜方式。在章魚(yú)大腦內，短期和長(cháng)期系統是并行而不是獨立地工作的。這是因為章魚(yú)腦內長(cháng)期記憶的區域除了存儲長(cháng)期記憶以外，還有管理短期記憶系統獲得短期記憶的速度的功能。這一管理機制可能在章魚(yú)遇到緊急和危險事件而亟需快速學(xué)習時(shí)起關(guān)鍵作用。