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記憶是如何形成的？你可以嘗試回想一下日常生活中經歷過的部分場景，比如反覆背課文後，大多數人就能一直記住文章或詩詞，又或者某個工具剛開始用起來不順手，但用了多次之後就知道如何更省力了。這都表明大腦對特定事件的記憶會從短期記憶的反覆加強走向長期記憶。
神經科學家過去也一直認為記憶是一個線性過程：記憶會先作為短期記憶被儲存，那些用不著的就會被清除掉，比如你記下來的一次性手機驗證碼，之後就再也不會想起來了。而還有部分記憶對應的放電訊號和表徵會被特定神經元儲存，可以長期復現，因此能在很長的時間裡想起來。
圖片來源：123RF
但實際上還有些記憶可能難以如此解釋，比如當你經過一家很久沒去的雜貨鋪時，很可能會想起上次看到店家在撫摸一隻小貓的場景，又或者突然想起幾年前僅看過一次的電影中的一句臺詞。最近，來自馬克斯·普朗克佛羅里達神經科學研究所在《自然-神經科學》發表了一篇論文，他們發現記憶形成與過往認知不一樣，並非只是單一地從短期走向長期記憶，而是有兩條獨立通路分別負責兩種記憶形成。因此，專門用於形成長期記憶的通路不會受到短期記憶的干擾。
實驗中，小鼠被置於了一個可以探索的空間裡，空間會被分隔成亮區和暗區。由於習性，小鼠更傾向於爬到黑暗環境中，不過當小鼠進入暗區後，分隔兩個空間的門會被關閉，暗區會持續發出電流刺激，這會引起小鼠產生恐懼記憶。
在這個實驗進行的同時，作者藉助光遺傳學的手段調控了部分小鼠杏仁核神經元CaMK II酶的表達，這種酶對於短期記憶形成非常關鍵。
▲研究實驗示意圖（圖片來源：參考資料[1]）
隨後研究觀察了小鼠隔一小段時間後再次進入相同環境的表現，對於那些沒有操控CaMK II酶的小鼠，它們會抗拒再次進入原本喜愛的黑暗環境。然而，一旦CaMK II酶被破壞，小鼠在首次實驗一小時後再次返回時，仍會選擇前往黑暗區，完全忘記了剛剛在這裡受到過電刺激，這表明短期記憶形成已經受損。
按照過去記憶形成的線性邏輯，沒有短期記憶的支援，這些小鼠再也不會對黑暗環境產生恐懼了。但事實卻讓研究者大吃一驚，他們發現這些短期記憶受損的小鼠在一週和一個月之後回到相同環境時，沒有和之前一樣選擇前往黑暗區，曾經的電擊刺激記憶再次被喚醒了。這意味著，即使短期記憶缺失，長期記憶仍然可以有效構建。
“這與過去認為的記憶形成方式不一樣了，長期記憶存在一條繞過短期記憶的平行路徑。”研究的作者之一Myung Eun Shin博士表示，他和同事認為這可能將改變大腦的記憶形成模型，但具體這條全新的長期記憶形成通路是如何構成的，還需要更多研究進行探索。而揭開其中的秘密，也有望為等記憶功能障礙疾病帶來全新見解。
參考資料：
[1] Shin, M.E., Parra-Bueno, P. & Yasuda, R. Formation of long-term memory without short-term memory revealed by CaMKII inhibition. Nat Neurosci (2024). https://doi.org/10.1038/s41593-024-01831-z
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