扁形虫即使失去头部也能回忆起熟悉的环境

扁形虫即使被斩首并长出新头也能记住周围环境

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被称为涡虫的扁形虫是神经科学的宠儿。它们集中化的大脑、复杂的感官能力和快速的再生能力使这些非寄生虫成为研究调节干细胞功能、神经元发育和肢体再生的机制的理想对象。如今,科学家们又为它们的本领增加了一个新技巧:这些无脊椎动物可以将记忆存储在大脑之外,并在失去头部并长出新头后检索这些记忆。

塔夫茨大学的研究人员利用涡虫行为的一个怪癖测试了蠕虫的回忆能力:能够识别熟悉地点的蠕虫会比那些身处新环境的涡虫更快地安顿下来进食。这些新来者通常需要时间探索周围环境,以确保安全后再进食。因此,研究人员将涡虫放入一个有纹理的培养皿中,让它们熟悉环境。接下来,他们切掉了蠕虫的头部,并等待两周让它们长出新的头部。

科学家们随后通过将蠕虫短暂放回培养皿并喂食来唤醒它们的记忆。目的是通过短暂暴露于熟悉的环境中来唤醒身体中休眠的记忆。“对于蠕虫来说,自动将新的脑组织印上最终可能完全不相关的旧记忆将是一种浪费,”塔夫茨大学发育生物学家、研究合著者迈克尔·莱文说。“因此,短暂的暴露告诉大脑,这段记忆确实是相关的。”


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当研究人员将经过训练的扁形虫放回同一个培养皿中时,涡虫开始进食的速度比那些经历过相同程序但在斩首前没有探索过培养皿的蠕虫快得多。

该实验证实了一位名叫詹姆斯·V·麦康奈尔的富有传奇色彩的神经科学家几十年前的一项有争议的发现。在 20 世纪 50 年代和 60 年代,麦康奈尔对涡虫进行了类似的测试——甚至将经过训练的蠕虫碎片喂给未经训练的同类,以努力转移记忆分子。但一些研究人员质疑他实验的客观性,其中许多实验的细节并非刊登在主流期刊上,而是刊登在他自己的《蠕虫赛跑者文摘》中。塔夫茨大学的研究小组旨在通过使用机器跟踪和分析蠕虫的行为来最大限度地减少观察者偏差。

这项发表在《实验生物学杂志》上的新研究可能对人工记忆的开发和神经退行性疾病的研究产生影响,研究人员希望通过在未来某一天替换受损的脑组织来治疗这些疾病。“我们真的不知道这会对患者的性格或记忆产生什么影响,”莱文说。“涡虫可能是最终使我们能够开始研究这一点的模型。”

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