記憶的守門員:大腦「剎車系統」如何讓我們學會新事物?
你有沒有想過,為什麼有些路口、停車位,甚至是老朋友的家,去過一次就能記住?而有時又怎麼也記不起來?這背後的「記憶魔法」,其實少不了大腦裡一群默默無聞的「剎車手」——抑制性神經元的幫忙。美國喬治亞理工學院最新研究發現,這些神經元就像交通警察,決定哪條資訊高速公路該開通,哪條暫時封鎖,讓我們在需要時記住重要的位置與細節。
這項刊登於《Nature》的研究,源自神經科學家 Jeong Nuri 與外婆的溫馨回憶。外婆雖然罹患阿茲海默症,卻仍認得孫女,這讓 Jeong 開始思考:大腦怎麼區分熟悉與新奇?團隊於是深入「空間學習」這個腦內導航系統,特別鎖定一種叫做「副鈣蛋白抑制性神經元」(parvalbumin interneurons, PV)的細胞。
研究人員讓小鼠在虛擬迷宮裡尋寶,並運用「光遺傳學」技術用光來精準操控大腦神經元。結果發現,每當小鼠即將靠近獎勵區域,這群「剎車手」——PV神經元的活性就會主動「放鬆」,讓興奮性神經元(大腦訊號的引擎)盡情發揮,幫助小鼠牢記地點。相反地,如果強迫這些剎車系統不鬆手,小鼠就學不起來——就像一直踩著煞車,車怎麼也開不動!
PV神經元活性主動「放鬆」,讓興奮神經元(大腦訊號引擎)盡情發揮
這個「有選擇的放行」讓學習和記憶變得又快又有效,也推翻了過去「愈活躍愈會學」的直覺。其實,大腦學習需要的不只是油門,更重要的是會不會用剎車,在對的時刻打開大門,讓重要記憶進來。
這不只讓我們對空間記憶的機制有全新理解,也為阿茲海默症等記憶障礙的治療帶來希望。畢竟,正如研究者所說:「人生有時需要踩剎車,才能在關鍵時刻,疾馳向前,闖進美好的新記憶。」
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首圖來源:Myriam Wares (CC BY 4.0)
圖片來源:Georgia Institute of Technology (CC BY 4.0)
參考論文:
1、Goal-specific hippocampal inhibition gates learningNarure
延伸閱讀:
1、研究發現樹突可塑性是記憶連結的關鍵機制