驅動遺忘的“快樂分子”？最新研究解碼大腦的遺忘機制

長久以來，科學家對記憶的探究都避開了“遺忘”的話題：人們認為“遺忘”就是記憶的消失，“防止遺忘”就是增強記憶的最好方法。

但隨著近幾年神經科學界對遺忘機制的研究，一片復雜的圖景逐漸浮現：遺忘并非簡單的“消除記憶”。“話在嘴邊”現象就是一個例子：突然忘記的名字、生日、手機號，會在一段時間過后突然出現在我們的腦海里。

在1月21日發表于《自然》的一項研究中，來自美國佛羅里達州斯克里普斯研究所的3位神經科學家揭開了這一獨特機制的面紗。

驅動遺忘的“快樂分子”

多巴胺被認為是大腦釋放的“快分樂子”，它是一種常見的神經調質，能為大腦的不同區域傳遞復雜多樣的全局信息。近年，多巴胺在遺忘中的角色漸漸浮現。在一系列實驗中，研究人員不僅確認了多巴胺對內源性遺忘的重要性，還找到了負責促進遺忘的多巴胺神經元，甚至連負責執行遺忘功能的多巴胺受體都得到了確認。所有的這一切，都要多虧黑腹果蠅。

果蠅的大腦有約10萬個神經元——這遠比不上人類大腦的860億個神經元，但果蠅大腦的復雜程度已足以讓我們利用它來探究生物記憶和遺忘。在這10萬個神經元構成的大腦內有一塊名為“后外側前腦1區”(簡稱PPL1)的區域，其中含有12個多巴胺神經元。這12個多巴胺神經元中，許多都向蘑菇體(果蠅的感官信息處理中心)發送信息，在蘑菇體各種神經元的樹突棘(神經元接收信息的主要位置)上釋放多巴胺，從而調控蘑菇體神經元的信號整合。

神經科學家早已根據蘑菇體各種神經元的基因表達和解剖位置，將蘑菇體劃分為許多大區。其中，γ2α’1蘑菇體神經元接收來自PPL1多巴胺神經元的信息，并介導內源性(長期)遺忘。過去的研究支持了多巴胺介導遺忘的角色，這類有關內源性遺忘的研究，為本次研究提供了寶貴的基石。

阻斷了提取但并不破壞記憶本身

在這一項研究中，斯克里普斯研究所的羅納德·戴維斯與博士生約翰·薩班達爾和博士后研究員雅各布·貝里一起，順著PPL1送往蘑菇體的信號，試圖揭開瞬時遺忘的神秘機制。

戴維斯等人對果蠅進行了厭惡性嗅覺條件反射訓練。將訓練后的果蠅放入一個T字迷宮里，在交叉路口的兩邊分別放上“壞氣味”(代表會受到電擊的氣味)和“中性氣味”(未與電擊建立連接的氣味)，觀察它們往哪邊走就好了。結果與預想中的一樣：經過訓練的果蠅更傾向于避開“壞氣味”，往“中性氣味”的方向走。

接下來，為了研究瞬時遺忘，戴維斯等人在果蠅選擇“往左還是往右”前，短暫地對它們進行噴氣、電擊或藍光刺激。實驗結果毫不意外：果蠅在干擾刺激的影響之下暈頭轉向，完全不再回避“壞氣味”。有趣的是，如果在干擾后一個小時再次測試果蠅，它們又能回憶起哪個是“壞氣味”，并積極回避，選擇另一條路。

研究人員通過直接刺激PPL1中的多巴胺神經元，成功抑制了果蠅的回憶，而如果抑制這些多巴胺神經元的輸出，果蠅就不會在干擾下產生瞬時遺忘。其中，從PPL1到蘑菇體α2α’2部分的多巴胺神經元最為重要。這說明，在蘑菇體α2α’2神經元中，有一個“記憶存儲器”，而多巴胺則充當“門控”的作用。

然而，在瞬時遺忘中，有一點非常重要：這種遺忘是短暫的，在數分鐘到數小時后，回憶能力就會恢復。這說明瞬時遺忘(PPL1-α2α’2多巴胺神經元的活躍)并未磨滅記憶的存儲，而只是簡單地斷開了回憶的“電路”。這也可以通過實驗證實：在多巴胺神經元活躍的果蠅中，蘑菇體內的“記憶神經元”其實跟多巴胺神經元不活躍時一樣活躍。也就是說，多巴胺神經元阻斷了記憶的提取，但并不破壞記憶本身。(羅丁豪)