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研究蠕蟲的食物選擇可顯示幼小的大腦如何形成終生記憶

神經科學家科里·巴格曼(Cori Bargmann)的洛克菲勒大學(Rockefeller University)實驗室的成員花費大量時間觀察蠕蟲的蠕動。這些微小的秀麗隱桿線蟲以土壤細菌為食,它們的生命取決于它們區分有毒微生物和營養微生物的能力。在最近的一項研究中,Bargmann和她的同事表明,蠕蟲在其幼蟲的第一個階段就可以了解有害細菌菌株的氣味,并避免持續到成年的氣味。

在出生后不久的關鍵時期,許多動物都能做出重要的,終生的記憶。這種現象被稱為印記,它使剛孵出的鵝能夠與母親結合,并使得鮭魚產卵后可以返回其原生河道。盡管人類的學習過程可能更加復雜和微妙,但科學家們早就知道我們的大腦存儲記憶并長期保持記憶的能力取決于該記憶的獲取時間和方式。

“對于蠕蟲而言,我們很著迷,發現它們的小而簡單的神經系統不僅能夠記住事物,而且能夠形成長期記憶,” Torsten N. Wiesel教授兼該系主任Bargmann說。 Lulu和Anthony Wang神經回路與行為實驗室,以及位于洛克菲勒的新Kavli神經系統研究所的聯合主任。“它提出了一個問題,即在不同生命階段發生的學習過程是否在生物學上有所不同。”

在這項研究中,她和洛克菲勒大學的研究生Xin Jin讓年輕和成年的蠕蟲都學會避免食物的氣味,并詳細研究了產生這種記憶的神經回路。他們的發現發表在《細胞》雜志上,闡明了哪些神經元,基因和分子途徑區分了兩種記憶,為學習的神經生物學提供了新的前景。

烙印的厭惡持續一生

當成人線蟲蠕蟲遇到致病菌它們避免它通過在相反方向上移動,并且它們順約24小時類似細菌。但是他們的記憶很快消失了。

另一方面,年輕的蠕蟲會留下更持久的印象。研究人員允許新生蠕蟲直接在病原體的草地上孵化,并將它們留在其生命的頭十二個小時(即幼蟲的第一階段)。(這些錯誤給蠕蟲帶來了腸道感染,但并沒有殺死它們)。然后,當蠕蟲成年后再次遇到病原體時(三天后),它們就逃離了。沒有被孵化到有毒細菌上的蠕蟲發現它們與無害細菌一樣具有吸引力。

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