神奇的涡虫,就算把头部切除,再生后的也有之前的记忆?

涡虫(planarian)是神经科学家的宠儿。这些非寄生性的涡虫有集中化的脑部、复杂的感知功能和快速的再生能力,非常适合用来研究干细胞功能、神经元发育和附肢再生的调节机制。除了上述提到的,现在科学家又在它们身上发现了一个新花招:这些无脊椎动物会把记忆储存在脑部以外的地方,失去头部又长出新的头之后,还能恢复记忆。

美国塔弗兹大学的科学家利用涡虫一种特殊的行为来测试它们的记忆。涡虫在吃东西之前会先确保自己的安全,刚到新环境的涡虫通常需要花时间四处探索,因此,认出熟悉环境的涡虫比发现自己身处新环境的涡虫,能更快适应环境而开始进食。于是科学家把涡虫放进一个有特殊构造的有盖培养皿,先让它们认识一下环境,接着切除涡虫的头部,等2个星期让它们重新长出头部。

然后,科学家把涡虫暂时放回原本的培养皿并且喂食,以唤起它们的记忆。这么做是想透过短暂接触熟悉的地盘来恢复潜藏在身体的记忆。作者之一的塔弗兹大学发育生物学家李文(Michael Levin)说:“对涡虫来说,把可能完全用不到的旧记忆自动印在新的脑部组织,会是一种浪费。所以,短暂接触可通知脑部这个记忆确实有用。”

和经历相同步骤但头部在切除前未在培养皿里探索过的涡虫比起来,训练过的涡虫放回同样的培养皿后,开始进食的速度快很多。

这项实验支持了一项颇具争议的发现,这项发现是由一位有趣的神经科学家麦康奈(James V. McConnell)在几十年前所提出。1950和1960年代,麦康奈用涡虫进行类似的试验——尽可能让未受过训练的涡虫吃掉受过训练的同伴碎片,以尝试转移记忆分子。然而,某些科学家质疑麦康奈实验的客观性,许多实验只在他自己的《蠕虫文摘》中详细说明,而不见于主流的期刊。塔弗兹大学研究团队的目标是利用仪器追踪和分析涡虫的行为,尽可能减少观察者个人主观想法。

这项新研究发表于《实验生物学期刊》,可能有助于发展人工记忆和研究神经退化性疾病。科学家希望未来能借由更换受损的脑部组织来治疗神经退化性疾病。