科學家發現保存『時間記憶』的腦部細胞

　　近日，麻省理工大的安-格雷布耶爾(Ann Graybiel)教授和他的研究小組發現，在靈長類動物的大腦中有一類神經元細胞可以將時間信息精確的編譯儲存。安-格雷布耶爾說：『我們的大腦對所有事情都加上時間的標簽，這樣就使得我們回憶事情顯得非常簡單。我們回憶事情的時候首先通過過濾這些時間標簽，然後通過時間標簽將相關的事情從記憶中提取出來。』這種准確的時間記憶對於開車或彈鋼琴等日常活動以及對於我們回憶往事極為重要。這個發現發表在本周的《美國科學進程》雜志上。這項研究成果可用於資料帕金森綜合征等導致記憶力喪失疾病的治療上。


　　安-格雷布耶爾的實驗小組首先訓練兩只獼猴可以按照規定完成一個簡單的眼部運動實驗。當接到『開始』的命令後，兩只獼猴可以按照自己的速度去完成眼部運動實驗的過程。研究小組用相應的儀器同步記錄兩只獼猴大腦中數百個神經元細胞的電信號。同時，實驗小組用相關的儀器同步記錄兩只獼猴大腦中數百個神經元細胞的電信號，並由日本腦部研究所的直孝藤井(Naotaka Fujii)和賓夕法尼亞州立大學的金德哲(Dezhe Jin)領導的研究小組用數學的方法來分析這些電信號。

　　經分析後發現，當獼猴接到『開始』的實驗命令後，獼猴腦部的神經元細胞總是在特定的時間內由腦部發出，比如說：在獼猴接到『開始』實驗命令後的100毫秒時、110毫秒時、或者150毫秒時等等。安-格雷布耶爾說『這些實驗數據的分析表明，我們已經找到了一直正在尋找而沒有發現的獼猴大腦內儲存時間記憶的腦部細胞。』

　　這些儲存時間記憶的神經元細胞位於腦部前額葉皮層和紋狀體區域，這些區域同時也是人類大腦掌控學習、運動和思維的重要區域。安•格雷布耶爾表示，盡管這次實驗主要集中在研究獼猴腦部前額葉皮層和紋狀體區域，但是腦部其他的區域肯定也存在這些可以儲存時間記憶的神經元細胞。

　　對於這次研究結果的應用，安•格雷布耶爾表示，這次研究的結果可以幫助帕金森綜合症患者康復。帕金森綜合症的患者正是由於腦部時間記憶功能受損，在尋找和傳輸時間記憶時總是比正常人要慢。因此帕金森綜合症患者不能像正常人一樣按照正確的時間規律來完成日常行動。根據這次實驗的結果，在為帕金森綜合症患者治療時，可以通過輕輕拍打等外部刺激幫助患者腦部加速尋找關於時間的記憶，這樣患者講話時會顯得更加清楚一些。另外，醫生還可以通過神經元修復裝置或者神經元修復藥物(這些藥物中含有神經元細胞所需的多巴胺和羥色胺等)來幫助帕金森綜合症患者恢復。

　　在下一步的研究中，安•格雷布耶爾將集中研究腦部是怎樣制造這些含有『時間記憶標簽』的神經元細胞的，並研究這些時間記憶細胞是如何控制人們的行為和學習活動的。還有一個重要的研究問題是，腦部究竟為何對於不同環境下對時間的感受並不相同。安•格雷布耶爾說：『我們有時候會感覺時間過的很快，有時候卻感覺時間過的很慢，所有這些都將可以用帶有時間記憶的神經元細胞來解釋說明原因所在。』

　　美國匹茲堡大學的神經生物學教授彼得-施特瑞克(Peter Strick)給予這次實驗結果給予高度的評價，施特瑞克認為這次實驗結果是對腦部如何記錄和表述時間概念的一次全新闡釋。施特瑞克說：『對於光線、聲音、觸覺、冷熱感知、嗅覺等，我們人體有特定的感覺接受器，但是對於時間我們並沒有特定的感覺接受器，對於時間的感知和儲存是由大腦自己形成並運行的。』