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2025-06-15長庚大學發表果蠅大腦管理記憶的機制 提供理解記憶的重要線索 522 期

Author 作者 整理報導|陳亭瑋

長庚大學醫學院教授吳嘉霖的研究團隊最近在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)發表了一項重要發現。他們透過研究果蠅的行為,發現了大腦管理不同類型記憶的機制,為人類記憶研究開闢了新的方向。

研究團隊設計了一個巧妙的實驗,讓口渴的果蠅學習兩種不同的記憶。第一種是「濕氣記憶」,使果蠅將特定的氣味與高濕度的空氣連結;第二種是「水記憶」,讓果蠅將氣味與真正的水源連結。這個實驗設計不僅模擬了果蠅在自然環境中尋找水源的行為,也為記憶管理機制研究提供理想的模型。

研究結果顯示,當果蠅形成「水記憶」後,原本的「濕氣記憶」就會被快速遺忘。進一步研究發現,這個過程是由果蠅大腦中的PAM-γ4多巴胺神經元(PAM-γ4 dopaminergic neurons)所主導。這些神經元在果蠅喝到水時被活化,促進水記憶的形成,更會主動抑制濕氣記憶。這種雙重作用機制的發現,為科學家理解記憶之間的相互影響提供了重要線索。

更有趣的是,研究發現這兩種記憶是藉由不同的受體調控。水記憶的形成需要Dop1R1受體(Dop1R1 receptors),而濕氣記憶的遺忘則是透過Dop2R受體(Dop2R receptors)。這種精密的調控機制顯示出大腦在管理記憶時的高度複雜性。研究團隊認為,這種分工明確的受體系統可能是生物演化過程中形成的重要適應性特徵。

為什麼大腦要「主動遺忘」某些記憶呢?研究團隊認為,這可能是一種生存策略。在野外環境中,高濕度的空氣通常暗示著附近可能有水源,但這個線索並不總是可靠。如果果蠅只依賴濕氣記憶來尋找水源,可能會浪費寶貴的時間和能量。因此,當果蠅找到真正的水源時,大腦會選擇保留這個更有價值的記憶,同時刪除可能誤導的濕氣記憶。這種「優先級」機制的發現,為我們了解大腦如何有效管理有限的記憶資源提供新的視角。

為了觀察這個過程,研究團隊使用多項先進的技術。他們與長庚大學資訊工程學系合作,運用高解析顯微螢光設備,即時觀察果蠅大腦中的神經活動。這些觀察被轉換成可視化的頻譜圖,讓科學家能夠清楚地看到記憶形成和消失時的腦部活動變化。研究團隊表示,雖然人類的大腦比果蠅複雜得多,但基本的記憶管理原理可能相通,這一發現將有助於深化我們對於人類記憶形成和遺忘機制的理解。

新聞來源
1. 長庚大學(2025年5月6日)。破解記憶的奧秘! 長庚大學研究果蠅大腦如何管理記憶 登上國際期刊。長庚大學新聞專區。https://www.cgu.edu.tw/cgunews/Subject/Detail/66762?nodeId=13097
2. Lee, W. P. et al. (2025). Dynamics of two distinct memory interactions during water seeking in Drosophila. Proceedings of the National Academy of Sciences, 122 (16), e2422028122.