清大研究團隊發現果蠅儲存嗅覺記憶奧妙

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【大紀元11月7日報導】(中央社記者韋樞台北七日電)國際間熱門的大腦記憶等認知行為研究又有新發現,清華大學教授江安世繼今年三月公布果蠅嗅覺神經網路圖譜後,研究團隊最近更發現果蠅儲存長期嗅覺記憶在「橢圓體」,且不同時程記憶的儲存均由腦內的「麩胺酸受器」來控制,這項重大發現刊登在11月的「自然神經科學」期刊。

在行政院國科會及教育部經費支援下,清大腦科學研究中心教授江安世的研究團隊,繼今年三月破解果蠅的嗅覺神經網路後,再度發現果蠅儲存長期記憶的可能腦區,讓科學家對大腦功能的探索又往前邁進。

江安世團隊以超高解析度的生物影像技術,清楚呈現果蠅腦中各種不同的神經網路結構,又結合美國頂尖研究機構冷泉港實驗室提姆塔利(Tim Tully)所發明的果蠅學習機,進一步分析果蠅的學習與記憶行為,結果發現果蠅腦中心有一個特殊區域「橢圓體」極可能是長期記憶的儲存所在。

江安世說,這項研究結果已發表於今年11月的「自然神經科學」 (Nature Neuroscience)期刊,這是神經科學領域影響指數最高的期刊,這篇研究報告也是台灣研究生 (江安世的研究生吳嘉霖)首次以第一作者身分發表於這份期刊中。

江安世指出,清大與冷泉港實驗室合作中,雙方先前已有一項重要成果發表於「當代生物學」(Current Biology),原來被認為只存在於哺乳類動物的「麩胺酸受器」,也可以明確地在果蠅腦中觀察到,而且均和記憶的形成息息相關。

吳嘉霖去年赴冷泉港與塔利的博士後研究員夏守真共同進行半年研究。他們利用塔利發明改良的自動果蠅學習訓練機,大規模測試各種基因突變果蠅長期記憶是否受影響。吳嘉霖回國後,在塔利的協助下,清大腦科學研究中心設置台灣首座自動化果蠅學習機,得以大量收集果蠅學習記憶的實驗數據並加以分析。

吳嘉霖利用實驗室成熟的基因轉殖技術及獨特的高解析影像技術,觀察麩胺酸受器在果蠅腦內的詳細分佈及對學習與記憶的影響,發現果蠅腦中的橢圓體若無此類受器,長期記憶就無法形成。

這個研究結果不同於這類領域科學家既有的觀念,因此馬上受到國際重視,立刻被接受刊登於這一期的「自然神經科學」。

江安世強調,以往研究發現,果蠅腦中蕈狀體是嗅覺關連性學習與記憶形成時不可少的腦內運算中心;但吳嘉霖與夏守真發現蕈狀體雖然負責中短期記憶的儲存,但長期記憶卻儲存於橢圓體,並非蕈狀體,兩者各自獨立運作,但各種不同時程記憶的儲存仍受腦內的麩胺酸受器控制。

吳嘉霖指出,果蠅的蕈狀體相當於人類大腦的「海馬迴」,橢圓體相當於「大腦皮質」,由於果蠅的基因控制和人類相似,因此這項研究對人類大腦研究將有所幫助。

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