神經科學新發現:記憶儲存及認知功能

李妙恩

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美國加州大學柏克萊分校的 Paul Licht 傑出生物學教授、中國科學院神經科學研究所所長蒲慕明教授4月13日主持香港城市大學(城大)傑出講座,以「神經可塑性:從突觸到認知」為題演講。
 
蒲教授在演講中指出,人腦具有學習、記憶等認知功能,是因為神經迴路具有因應先前使用情形而改變其處理訊號之特性的能力。這種取決於先前使用情形的改變(即「可塑性」),有許多發生於突觸部位,神經訊號就是經由突觸而在神經元之間傳遞的。
 
蒲教授的研究發現,突觸前及突觸後的神經元之神經活動(即脈衝)的時間順序,決定了一個突觸的傳遞效率會發生長時程增強(LTP)或長時程減弱(LTD),此現象稱為「因神經元脈衝時序而定的可塑性」(STDP)。這可能是神經系統為時序信息編碼並儲存的機制,以及為感覺信號之間隔編碼並儲存的機制,二者是情節記憶的關鍵因素。
 
人腦中有數十億個突觸。蒲教授曾進行一項實驗,以求探索記憶如何儲存於某一特定的突觸,結果發現恐懼的記憶乃儲存在聽覺皮層的某一部份。記憶的儲存需要有突觸聯接的結構改寫,在原有的突觸元素中增添新的突觸夥伴。這是一項新發現,因為科學家原先認為突觸的改寫乃是建立全新的聯接。
 
蒲教授還認為,人類的自我意識等高等認知功能,也許來源於依賴經驗而定的神經可塑性。他領導的團隊發現,據知僅見於人類和類人猿的「鏡像自身識別」這一認知功能,獼猴在經過視覺與軀體感覺的協同訓練之後,也可能學會。
 
上述的新發現,有助於深入認識成年人頭腦受傷或患病之後恢復功能的潛力。

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