清大研究团队发现果蝇储存嗅觉记忆奥妙

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【大纪元11月7日报导】(中央社记者韦枢台北七日电)国际间热门的大脑记忆等认知行为研究又有新发现,清华大学教授江安世继今年三月公布果蝇嗅觉神经网路图谱后,研究团队最近更发现果蝇储存长期嗅觉记忆在“椭圆体”,且不同时程记忆的储存均由脑内的“麸胺酸受器”来控制,这项重大发现刊登在11月的“自然神经科学”期刊。

在行政院国科会及教育部经费支援下,清大脑科学研究中心教授江安世的研究团队,继今年三月破解果蝇的嗅觉神经网路后,再度发现果蝇储存长期记忆的可能脑区,让科学家对大脑功能的探索又往前迈进。

江安世团队以超高解析度的生物影像技术,清楚呈现果蝇脑中各种不同的神经网路结构,又结合美国顶尖研究机构冷泉港实验室提姆塔利(Tim Tully)所发明的果蝇学习机,进一步分析果蝇的学习与记忆行为,结果发现果蝇脑中心有一个特殊区域“椭圆体”极可能是长期记忆的储存所在。

江安世说,这项研究结果已发表于今年11月的“自然神经科学” (Nature Neuroscience)期刊,这是神经科学领域影响指数最高的期刊,这篇研究报告也是台湾研究生 (江安世的研究生吴嘉霖)首次以第一作者身份发表于这份期刊中。

江安世指出,清大与冷泉港实验室合作中,双方先前已有一项重要成果发表于“当代生物学”(Current Biology),原来被认为只存在于哺乳类动物的“麸胺酸受器”,也可以明确地在果蝇脑中观察到,而且均和记忆的形成息息相关。

吴嘉霖去年赴冷泉港与塔利的博士后研究员夏守真共同进行半年研究。他们利用塔利发明改良的自动果蝇学习训练机,大规模测试各种基因突变果蝇长期记忆是否受影响。吴嘉霖回国后,在塔利的协助下,清大脑科学研究中心设置台湾首座自动化果蝇学习机,得以大量收集果蝇学习记忆的实验数据并加以分析。

吴嘉霖利用实验室成熟的基因转殖技术及独特的高解析影像技术,观察麸胺酸受器在果蝇脑内的详细分布及对学习与记忆的影响,发现果蝇脑中的椭圆体若无此类受器,长期记忆就无法形成。

这个研究结果不同于这类领域科学家既有的观念,因此马上受到国际重视,立刻被接受刊登于这一期的“自然神经科学”。

江安世强调,以往研究发现,果蝇脑中蕈状体是嗅觉关连性学习与记忆形成时不可少的脑内运算中心;但吴嘉霖与夏守真发现蕈状体虽然负责中短期记忆的储存,但长期记忆却储存于椭圆体,并非蕈状体,两者各自独立运作,但各种不同时程记忆的储存仍受脑内的麸胺酸受器控制。

吴嘉霖指出,果蝇的蕈状体相当于人类大脑的“海马回”,椭圆体相当于“大脑皮质”,由于果蝇的基因控制和人类相似,因此这项研究对人类大脑研究将有所帮助。

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