千分之一秒就能決定記憶長短,本地最新的科學研究成果,有望找出治療學習障礙、阿茲海默症和精神分裂症等患者的方法。
大腦神經元之間觸發的間隔越快,我們接收、儲存和反應新信息的速度也更快,而神經元通過突觸(synapse)傳遞信息到另一個神經元。
新加坡國立大學楊潞齡醫學院展開的研究,找出神經元通過突觸傳遞信息時,突觸“放電”的時機與記憶長短的關聯。
該醫學院生理學系研究助理彭珈琳(24歲)把白老鼠大腦中負責學習和記憶的海馬體切成薄片,注入電流模擬長期和短期記憶,記錄突觸接收到類似信息物質後四小時的變化。
突觸前神經元接收到信息後,會刺激神經元釋放神經傳導物質,激活突觸後神經元。突觸前後神經元之間“放電”的時機,影響了兩個神經元之間的聯系強度,被稱爲放電時序依賴可塑性(spike-timing-dependent plasticity)。
研究發現,突觸前神經元和後神經元如果能在少于30毫秒(千分之一秒)內同時激活,便會強化突觸的強度。然而,如果突觸前神經元至少30毫秒激活,又或者突觸後神經元提早10毫秒或以上激活,突觸的連接便沒有那麽強。
彭珈琳指出,突觸的強度意味著大腦是否有記住這些信息,越強就表示有記住。她說:“我們給神經元傳輸不重要的信息時,一般三小時後便會忘記。”
“當出現放電時序依賴可塑性時,突觸的聯系強化,研究顯示神經元會記得這些信息。一小時後,我們再傳輸不重要信息,神經元更容易記得。”她補充,研究發現神經元在更容易學會新信息的同時,並不會更快忘記。
生理學系副教授薩吉古瑪博士(42歲)指出,一旦掌握影響大腦記憶和學習的重點,未來或許能借助經顱交感刺激療法(transcranial alternating current stimulation,簡稱tACS),治療阿茲海默症或中風等病情。
這項研究獲得全國醫學研究理事會、國大和教育部資助,研究成果發表在3月1日的《美國國家科學院院刊》。