臺灣當(dāng)局科技事務(wù)主管部門2月13日在臺北舉行記者會,，宣布新竹清華大學(xué)教授江安世帶領(lǐng)的跨領(lǐng)域研究團隊,，經(jīng)過7年的努力，發(fā)現(xiàn)長期記憶形成所需的新生蛋白質(zhì),，僅產(chǎn)生于大腦中少數(shù)幾個神經(jīng)細(xì)胞內(nèi),。這項研究成果以長篇完整論文的方式，發(fā)表在本月10日出版的世界權(quán)威學(xué)術(shù)期刊美國《科學(xué)》Science雜志上,。
據(jù)介紹,，由于從各種動物身上都可觀察到，長期記憶的形成需要蛋白質(zhì)生成,，江安世團隊利用許多生存基本行為（如學(xué)習(xí),、記憶、專注力,、睡眠,、探索環(huán)境等）都與人類相似的果蠅作為實驗對象，大量且有系統(tǒng)地篩選果蠅腦內(nèi)哪些神經(jīng)元蛋白質(zhì)的合成,，參與了長期記憶的形成,。
神經(jīng)科學(xué)家很早就了解到，人腦中一個稱為海馬回的地方對于各種時間的記憶儲存非常重要,。受到學(xué)習(xí)經(jīng)驗的刺激時,，海馬回會提升大腦皮質(zhì)區(qū)儲存記憶的效率。然而,，人腦中包含了近千億個神經(jīng)細(xì)胞,，要想從中找到哪個細(xì)胞參與哪些工作，無異于大海撈針,。但江安世研究團隊發(fā)現(xiàn),，居然只需抑制腦內(nèi)兩個神經(jīng)元（稱為DAL）蛋白質(zhì)的新生成，就可成功阻斷長期記憶的形成,。此外,，過去一致認(rèn)為蕈狀體才是學(xué)習(xí)與記憶的中心，研究團隊卻發(fā)現(xiàn),，阻斷蕈狀體的數(shù)千個神經(jīng)元并不會阻斷長期記憶,，這是始料未及的。
江安世說,，不論是果蠅腦還是人腦,，長期記憶的形成都需要重復(fù)學(xué)習(xí)，且每次學(xué)習(xí)之間都給予適當(dāng)?shù)男菹r間,。他的團隊通過這種間隔式學(xué)習(xí),，篩選損害長期記憶的突變種，已確認(rèn)許多長期記憶所需的基因,，還發(fā)現(xiàn)這些基因都會在DAL神經(jīng)元內(nèi)被活化,，它們在DAL神經(jīng)元的活性便是長期記憶形成的基礎(chǔ)。
這個研究團隊還發(fā)現(xiàn)一個長期記憶處理與回憶過程的簡單模式,，并得出結(jié)論：借由一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的少數(shù)神經(jīng)元改變活性,，果蠅可根據(jù)先前經(jīng)驗（記憶）來決定并調(diào)整自己的行為,。
江安世表示，通過找到各種“記憶神經(jīng)元”,，可以確認(rèn)更多“記憶蛋白質(zhì)”,，從而全盤了解學(xué)習(xí)和記憶或是相關(guān)疾病的分子機制。他的團隊將利用各種最新發(fā)展的基因工具,，建構(gòu)更完整的果蠅記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖譜,，而人腦是否也將記憶儲存在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的少數(shù)神經(jīng)節(jié)點里的蛋白質(zhì)合成，則有待進(jìn)一步確認(rèn),。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1126/science.1212735
PMC:
PMID:
Visualizing Long-Term Memory Formation in Two Neurons of the Drosophila Brain
Chen, Chun-Chao; Wu, Jie-Kai; Lin, Hsuan-Wen; Pai, Tsung-Pin; Fu, Tsai-Feng; Wu, Chia-Lin; Tully, Tim; Chiang, Ann-Shyn
Long-term memory (LTM) depends on the synthesis of new proteins. Using a temperature-sensitive ribosome-inactivating toxinto acutely inhibit protein synthesis, we screened individual neurons making new proteins after olfactory associative conditioningin Drosophila. Surprisingly, LTM was impaired after inhibiting protein synthesis in two dorsal-anterior-lateral (DAL) neurons but not inthe mushroom body (MB), which is considered the adult learning and memory center. Using a photoconvertible fluorescent proteinKAEDE to report de novo protein synthesis, we have directly visualized cyclic adenosine monophosphate (cAMP) response element–bindingprotein (CREB)–dependent transcriptional activation of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II and period genes in the DAL neurons after spaced but not massed training. Memory retention was impaired by blocking neural output inDAL during retrieval but not during acquisition or consolidation. These findings suggest an extra-MB memory circuit in Drosophila: LTM consolidation (MB to DAL), storage (DAL), and retrieval (DAL to MB).
