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腎臟細胞像腦細胞一樣有記憶 具備學習資訊能力

科學家發現,腎臟和神經細胞能夠像大腦一樣學習和記憶。這項研究結果為如何促進人類發揮學習潛能和改善記憶開闢了新路徑。

大多數人一直認為,只有腦部才有能力處理記憶和學習,也只有腦細胞有儲存記憶的功能,上述研究推翻了這個想法。

人類的記憶就像個人檔案系統,當我們有新經歷,例如認識新朋友或和學習新知識時,腦袋會將有關訊息轉為神經活動格式,不同格式的訊息會儲存在腦部的不同部位。例如視覺記憶會儲存在負責處理影像的區域,而事實和數目等訊息則儲於語言和邏輯區。而回憶就是腦部將已經儲存的檔案提取,過程就像在電腦上搜尋需要的檔案。若我們想記起某位朋友的生日日期,腦部要啟動相關的神經通道,將有關資訊帶回當前的意識。憶想過程並不一定無時無刻都暢順,當我們要憶記一些很久沒有「提取」的資訊時,可能會很模糊或混亂。這解釋了為何我們要想一想,或者費盡精神去回憶。

人類的記憶是不完美的,而且會隨年歲轉變。每當我們喚起一個記憶,腦部便會將該記憶連同新資料或相應的情感更新一次,藉以鞏固該記憶。此外,睡眠、壓力和營養等因素也會影響記憶功能表現。

美國紐約大學生命科學臨床副教授兼紐約神經科學中心研究員高古成(Nikolay V. Kukushkin)的研究團隊最近在學術期刊《Nature Communications》發表論文,分享用腦科學理論推論人體腦部以外的細胞也有記憶的研究成果。高古成教授專門研究接受資訊的時間模式在記憶形成過程中的作用。

根據腦科學理論,人體腦細胞在間歇式學習模式下的記憶能力勝於單一次密集式學習。研究團隊在實驗室重複試驗,觀察一種神經細胞和一種腎臟細胞在人類反覆學習和一次過充塞資訊這兩種學習模式中的反應。

圖片來源:Getty Image
圖片來源:Getty Image

為了監察記憶和學習過程,研究人員在腎細胞和神經細胞加上發光的蛋白,以標示記憶基因開關的狀態。實驗結果顯示,腎臟和神經細胞在偵察到資訊的格式後會像腦細胞一樣,開啟細胞的「記憶基因」,重組神經訊息通路的連繫,形成記憶。

當實驗參與者分幾次學習新資訊時,兩種非腦細胞都能夠決定重複產生脈衝,促使神經傳遞物質產生,跟我們學習新資訊時腦部的活動十分近似。大腦能夠以分拆方式記錄資訊,而不是一次過將所有資訊儲存。細胞的間歇脈衝出現時,記憶基因的表達會較強,開啟時間也較長。

高古成教授指出:「研究結果顯示,通過反覆學習掌握知識的能力並非腦細胞的專利,而是所有細胞都擁有的特徵。」這意味著,考試前夕才臨急抱佛腳死記硬背所得的記憶並不可靠。

他表示,這項研究結果開啟了大門,讓我們進一步了解記憶如何運作,繼而將可以找出提升學習能力和改善記憶力的方法。他說:「我們的身體和腦部一樣需要關注。胰臟會記住我們的飲食習慣,協助身體維持正常的血糖水平;癌細胞亦會記得化療的模式。」

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