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進入長期記憶由短期記憶轉化？長庚大學研究顛覆這個結果
長庚大學生化科暨生物醫學研究所副教授吳嘉霖（中），帶領研究團隊歷經4年研究，發現新的大腦記憶形成機制。（記者鄭淑婷攝）
［記者鄭淑婷／桃園報導］過去科學界對於記憶形成的觀點，認為長期記憶是由短期記憶轉化而來，不過，長庚大學醫學院生化科暨生物醫學研究所副教授吳嘉霖，帶領團隊研究果蠅記憶行為及大腦，發現長、短期記憶的形成是各自獨立，由兩套截然不同的大腦神經迴路與分子機構所控制，研究結果顛覆以往的科學觀點，也在今年5月登上國際頂尖期刊「自然通訊」（Nature Communications）。
吳嘉霖表示，人類如何將學習經驗轉為記憶儲存，一直是科學界最想解開的謎，過去的研究認為，大腦學習新的經驗後，會先以短期記憶的形式存在大腦，隨著時間慢慢轉變為長期記憶儲存，但研究團隊利用果蠅進行研究，結論似乎不是如此。
吳嘉霖表示，研究團隊以創新的實驗方式，利用果蠅口渴時積極找水的生物本能，先讓果蠅口渴16小時，在給水時同時加入特定氣味，讓果蠅把水跟氣味關連在一起形成短期記憶，之後再將果蠅放入實驗器材，發現果蠅會往與水有關的氣味方向靠近，研究團隊也發現，此時果蠅大腦內的神經元，會透過釋放「多巴胺」傳遞喝水的獎勵訊號，進入腦中學習與記憶的中樞「蕈狀體」，形成長期記憶儲存。
吳嘉霖表示，有別於以往研究果蠅的「懲罰式」學習系統，「獎勵式」的記憶曲線，可維持超過1天以上且不易消退，對照果蠅60到70天的生命週期，已經算很長了。
研究團隊進一步發現，果蠅正在學習新的經驗時，如抑制牠的短期記憶神經迴路，雖會導致果蠅喪失短期記憶，仍可新增正常的長期記憶，相反的，抑制長期記憶的神經迴路，會導至果蠅長期記憶無法形成，但卻依舊能持續擁有新的短期記憶；若分別活化調控短期或長期記憶形成的多巴胺神經迴路，果蠅只能專一地產生短期或長期記憶。
簡而言之，吳嘉霖表示，就是大腦在處理記憶時，短、長期記憶是同時且獨立地被寫入不同腦區，根據時間長短不同，提取不同腦區的記憶，這跟過去的研究結果有很大的不同。
林口長庚醫院腦神經內科主任吳禹利，也是研究團隊的重要成員之一，他表示，研究結果雖與主流觀點迥異，但似乎也合理解釋老年失智的臨床病徵，為何病患罹病初期，只有短期記憶受到影響，但長期記憶的部分卻未受損，確實很有可能是大腦一開始在處理短、長期記憶時，就是完全獨立且彼此不相影響的結果。
研究團隊表示，研究行為需要大量的果蠅支撐，4年來動用的果蠅難以計數，至少有近百萬隻，也必須剖開果蠅腦部檢視大腦區塊及神經傳導的變化，估算每年得剖開5000隻果蠅的腦部進行研究。
長庚大學生化科暨生物醫學研究所副教授吳嘉霖，帶領研究團隊歷經4年研究，發現新的大腦記憶形成機制。（記者鄭淑婷攝）
研究團隊在實驗室行為房，實驗果蠅記憶行為。（記者鄭淑婷攝）
研究團隊透過顯微鏡，觀察果蠅腦部結構及運作。（記者鄭淑婷攝）
顯微鏡下的果蠅腦部（白色部分）。（記者鄭淑婷攝）
