日前,來自美國休斯頓大學的研究人員在《當代生物學》雜志上報告稱,他們通過果蠅研究進一步揭開了巴浦洛夫條件反射的機制。記憶對于人們的日常生活至關重要,而這一最新成果將幫助人們更好的理解記憶的形成機制。
在果蠅的大腦中,存在著負責嗅覺學習和記憶的神經細胞。研究人員表示,嗅覺學習是經典條件反射的一個范例,巴浦洛夫就曾通過實驗展示過這樣的反射。研究人員在這項新研究中訓練果蠅,使其將弱電擊與某種氣味聯系起來。經過訓練后,果蠅會躲避這種氣味。
科學家發現,果蠅大腦蘑菇體中的gammalobe神經元會被氣味激活。當果蠅受到訓練,將某種氣味與電擊聯系起來之后,這些神經元的活性發生了改變,從而影響了果蠅對氣味的反應。有趣的是,果蠅在訓練后遇到與電擊無關的其他氣味時,其gammalobe神經元的激活較弱。而與電擊關聯的氣味,能使這些神經元強激活。這說明,上述神經元對于訓練過的氣味應答更強。
研究顯示,大腦中天然存在的異源三聚體G(o)蛋白參與了gammalobe神經元的抑制。研究人員指出,單獨在這些神經元中去除這一蛋白的活性,會導致記憶痕跡喪失,結果使果蠅的學習能力變差。文章指出,G(o)蛋白抑制gammalobe神經元的神經遞質釋放,這是形成記憶痕跡和聯想記憶的關鍵。
果蠅的大腦結構簡單,神經元數量少,但其蘑菇體與人體的鼻周皮質很類似,承擔著同樣的感知整合與學習功能。因此果蠅可以幫助科學家們研究記憶的獲得、儲存和恢復。
研究人員表示,果蠅的神經系統簡單,同時行為又足夠復雜,非常適合神經學研究。行為的復雜性可以幫助我們研究學習、攻擊、成癮等行為,而神經的簡單性可以幫助我們在單個細胞水平上分析重要的神經活性,此外果蠅還支持行為學實驗。在果蠅實驗的基礎上,我們可以鑒定特定行為所必需的分子,剖析行為改變背后的神經環路。
這項研究成果為人們提供了記憶形成機制的新線索,而理解這一機制將有助于未來通過治療改善癡呆患者的記憶情況。
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