被稱為渦蟲的扁形蟲是神經科學的寵兒。它們集中化的大腦、複雜的感官能力和快速的再生能力使這些非寄生蟲成為研究調節幹細胞功能、神經元發育和肢體再生的機制的理想物件。如今,科學家們又為它們的本領增加了一個新技巧:這些無脊椎動物可以將記憶儲存在大腦之外,並在失去頭部並長出新頭後檢索這些記憶。
塔夫茨大學的研究人員利用渦蟲行為的一個怪癖測試了蠕蟲的回憶能力:能夠識別熟悉地點的蠕蟲會比那些身處新環境的渦蟲更快地安頓下來進食。這些新來者通常需要時間探索周圍環境,以確保安全後再進食。因此,研究人員將渦蟲放入一個有紋理的培養皿中,讓它們熟悉環境。接下來,他們切掉了蠕蟲的頭部,並等待兩週讓它們長出新的頭部。
科學家們隨後透過將蠕蟲短暫放回培養皿並餵食來喚醒它們的記憶。目的是透過短暫暴露於熟悉的環境中來喚醒身體中休眠的記憶。“對於蠕蟲來說,自動將新的腦組織印上最終可能完全不相關的舊記憶將是一種浪費,”塔夫茨大學發育生物學家、研究合著者邁克爾·萊文說。“因此,短暫的暴露告訴大腦,這段記憶確實是相關的。”
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當研究人員將經過訓練的扁形蟲放回同一個培養皿中時,渦蟲開始進食的速度比那些經歷過相同程式但在斬首前沒有探索過培養皿的蠕蟲快得多。
該實驗證實了一位名叫詹姆斯·V·麥康奈爾的富有傳奇色彩的神經科學家幾十年前的一項有爭議的發現。在 20 世紀 50 年代和 60 年代,麥康奈爾對渦蟲進行了類似的測試——甚至將經過訓練的蠕蟲碎片餵給未經訓練的同類,以努力轉移記憶分子。但一些研究人員質疑他實驗的客觀性,其中許多實驗的細節並非刊登在主流期刊上,而是刊登在他自己的《蠕蟲賽跑者文摘》中。塔夫茨大學的研究小組旨在透過使用機器跟蹤和分析蠕蟲的行為來最大限度地減少觀察者偏差。
這項發表在《實驗生物學雜誌》上的新研究可能對人工記憶的開發和神經退行性疾病的研究產生影響,研究人員希望透過在未來某一天替換受損的腦組織來治療這些疾病。“我們真的不知道這會對患者的性格或記憶產生什麼影響,”萊文說。“渦蟲可能是最終使我們能夠開始研究這一點的模型。”