本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
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黄酮类化合物是赋予植物颜色、风味和气味的化学化合物,并且与人类的许多健康益处有关,包括抗病毒、抗炎和抗氧化作用。之前的研究还将黄酮类化合物与啮齿动物认知功能的某些改善联系起来,这使得科学家们认为这对于人类也可能是真的,但是由于研究我们记忆如何受到影响的困难,我们对这可能如何运作知之甚少。
本周在《实验生物学杂志》上,加拿大卡尔加里大学霍奇基斯脑研究所的一个科学家团队报告了一种名为表儿茶素 (epl) 的特殊类型黄酮类化合物对椎实螺 (Lymnaea stagnalis) 长期记忆形成的影响。Epl 尤其引起我们的兴趣,因为它可以在许多常见食物中找到,例如可可、绿茶、红酒和蓝莓。
研究人员表示,蜗牛是理想的研究对象,因为人类的记忆受到许多外部因素的影响,而蜗牛的体验可以很容易地被调节,因此 epl 的影响可以更可靠地被隔离。蜗牛还具有相对较大的神经元,这使得有可能找到大脑中形成记忆的确切位置,并且可以在动物仍然活着时观察到其神经信号传导特性,这使得研究人员能够首次在活体中看到 epl 对行为的影响。
在 2010 年,研究人员在布拉格实验生物学学会年会上展示了一项研究的结果,他们能够在其中训练椎实螺记住与呼吸相关的特定行为。椎实螺是双模式呼吸者,因此当在含氧量高的水中时,它们可以通过皮肤直接吸收氧气来呼吸。当水中氧气含量下降时,它们可以打开位于水面以上的呼吸孔,称为气孔,以吸入空气,这些空气将由非常基本的肺部处理。
在他们的实验中,研究小组会人为地降低蜗牛水中的氧气量,促使它们打开水面上的气孔呼吸。在这里,它们会受到木棍的轻柔戳刺,这足以刺激它们关闭气孔。这个过程在一个两小时的训练期内重复进行,并且蜗牛被证明在整整一天后仍然记得这些戳刺,通过减少它们浮出水面呼吸的次数来体现。研究人员将此归类为长期记忆的形成。
在他们最近的实验中,由本科生李·弗鲁森领导的研究人员对蜗牛进行了半小时的训练,发现它们最多只能形成持续不到三小时的记忆,这被归类为中间记忆。然后,他们给蜗牛服用了剂量的 epl,发现仅经过半小时的训练后,蜗牛就记住了在脱氧水中保持气孔关闭长达三天(72 小时)——这在记忆的持久性和训练时间方面都有了巨大的改进。
接下来,研究小组想看看这些新的长期记忆有多强,例如,用新的记忆替换它们有多困难。通过在蜗牛上来呼吸时不对它们进行戳刺,科学家们可以观察到原始记忆是否会被新的记忆所取代,他们发现,尽管没有戳刺,蜗牛仍然保持气孔关闭,这证明这种长期记忆在很长一段时间内是持久的,并且不容易被遗忘。
Epl 如何增强记忆的确切机制尚不清楚,但研究人员表示,基于哺乳动物观察的一个理论表明,黄酮类化合物充当抗氧化剂,保护神经元免受氧化应激造成的损伤。另一个因素是,来自可可的黄酮类化合物已被证明可以增加流向中枢神经系统的血液,这与神经发生和记忆增强有关。该团队现在希望更直接地研究 epi 如何影响蜗牛的记忆神经元,以及它是否会影响与进食相关的记忆。