生命科學

攔截記憶碼

就算渦蟲的頭部切除後又再生,牠們仍會記得周遭的環境。

撰文/杜海默–羅斯(Arielle Duhaime-Ross)
翻譯/張亦葳

生命科學

攔截記憶碼

就算渦蟲的頭部切除後又再生,牠們仍會記得周遭的環境。

撰文/杜海默–羅斯(Arielle Duhaime-Ross)
翻譯/張亦葳


渦蟲(planarian)是神經科學家的寵兒。這些非寄生性的渦蟲有集中化的腦部、複雜的感知功能和快速的再生能力,非常適合用來研究幹細胞功能、神經元發育和附肢再生的調節機制。除了上述提到的,現在科學家又在牠們身上發現了一個新花招:這些無脊椎動物會把記憶儲存在腦部以外的地方,失去頭部又長出新的頭之後,還能恢復記憶。


美國塔弗茲大學的科學家利用渦蟲一種特殊的行為來測試牠們的記憶。渦蟲在吃東西之前會先確保自己的安全,剛到新環境的渦蟲通常需要花時間四處探索,因此,認出熟悉環境的渦蟲比發現自己身處新環境的渦蟲,能更快適應環境而開始進食。於是科學家把渦蟲放進一個有特殊構造的有蓋培養皿,先讓牠們認識一下環境,接著切除渦蟲的頭部,等兩個星期讓牠們重新長出頭部。


然後,科學家把渦蟲暫時放回原本的培養皿並且餵食,以喚起牠們的記憶。這麼做是想透過短暫接觸熟悉的地盤來恢復潛藏在身體的記憶。作者之一的塔弗茲大學發育生物學家李文(Michael Levin)說:「對渦蟲來說,把可能完全用不到的舊記憶自動印在新的腦部組織,會是一種浪費。所以,短暫接觸可通知腦部這個記憶確實有用。」


和經歷相同步驟但頭部在切除前未在培養皿裡探索過的渦蟲比起來,訓練過的渦蟲放回同樣的培養皿後,開始進食的速度快很多。


這項實驗支持了一項頗具爭議的發現,這項發現是由一位有趣的神經科學家麥康奈(James V. McConnell)在幾十年前所提出。1950和1960年代,麥康奈用渦蟲進行類似的試驗——盡可能讓未受過訓練的渦蟲吃掉受過訓練的同伴碎片,以嘗試轉移記憶分子。然而,某些科學家質疑麥康奈實驗的客觀性,許多實驗只在他自己的《蠕蟲文摘》中詳細說明,而不見於主流的期刊。塔弗茲大學研究團隊的目標是利用儀器追蹤和分析渦蟲的行為,盡可能減少觀察者個人主觀想法。


這項新研究發表於《實驗生物學期刊》,可能有助於發展人工記憶和研究神經退化性疾病。科學家希望未來能藉由更換受損的腦部組織來治療神經退化性疾病,李文說:「我們真的不知道該拿患者的個性或記憶如何是好。透過渦蟲的例子,或許最終能為我們開啟一線曙光。」


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