科学家研究揭示:章鱼大脑记忆的奥秘

傲龙

以色列希伯来大学Alexander Silberman生命科学研究所神经生物学系的Benny Hochner博士领导的对章鱼的研究，揭示了大脑储存和读取记忆的机制。
   
    章鱼等头足类动物，因为具有相对较大的脑并能够被训练完成各种学习和记忆任务，而被认为是最聪明的无脊椎动物。章鱼的行为体系和学习记忆能力的复杂程度甚至与高级脊椎动物相当。但是，无脊椎软体动物的大脑，无论神经细胞的数目和解剖学复杂程度上都大大不如脊椎动物大脑。科学家们试图通过研究这种独特的生物，来解释现代神经科学最吸引人的问题之一：大脑是怎样储存和读取记忆的？
   
    在此前的研究中，Hochner发现章鱼大脑中一处对学习和记忆很重要的区域，它表现出了兴奋性、活性依赖的长时程突触增强(LTP)过程，并与脊椎动物大脑的过程惊人地相似。
   
    LTP过程能够在几天甚至整个生命周期内，通过增强突触的电信号传递而达到促进神经细胞信息转换的作用。人们相信，大脑存储记忆区域的神经细胞间的突触连接，在执行某种特定学习功能中会因为活性诱导的LTP过程而变得更活跃。 Hochner说：“你可以把这描述为在神经网络中用来存储长期记忆的‘记忆痕迹雕刻’”。
   
    在最新发表在《当代生物学》(Current Biology)上的文章中，Hochner描述了他是怎样在章鱼大脑中测试上述理论的。他通过使用人造LTP和电激励来阻断大脑的LTP过程。
   
    当在指定训练前使用这些技术阻断LTP时，实验组的章鱼在第二天的长期记忆测试中并不能很好地回忆起任务。通过破坏章鱼大脑中的特定线路连接来阻止感官信息到达学习记忆区也得到了类似的实验结果。这些结果证明了LTP对产生记忆确实十分重要。
   
    无脊椎动物中存在LTP过程的这一事实说明，LTP过程是调节学习记忆的十分有效率的机制。对章鱼的研究实验还对揭示记忆系统是怎样组织的有所帮助。Hochner说，即使承认LTP对于学习记忆很重要，我们仍需进一步的实验来理解人类和其他动物大脑是怎样利用这一分子层面的过程存储和重新读取记忆的。
   
    Hochner认为这项研究还暗含着与学习记忆的组织相关的问题。有文献记载，记忆过程可以分为几分钟几小时的短时记忆和能够把重要事情储存很多天甚至一生的长时记忆。有趣的是，同包括人类的哺乳动物一样，章鱼的短时和长时记忆也是两个分离的系统，位于大脑不同的区域。
   
    目前人们还并不清楚这两个系统是否和怎样相互关联的。但是，章鱼大脑的组织展示了一个此前从来没有没描述过的信号混杂方式。在章鱼大脑内，短期和长期系统是并行而不是独立地工作的。这是因为章鱼脑内长期记忆的区域除了存储长期记忆以外，还有管理短期记忆系统获得短期记忆的速度的功能。这一管理机制可能在章鱼遇到紧急和危险事件而亟需快速学习时起关键作用。