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三位獲獎?wù)哒掌瑘D片來自Lundbeck基金會 編譯 | 葉水送 ● ● ● 早在古希臘時期,，人類偉大的先哲亞里士多德就在思考記憶與智力的關(guān)系：記憶力是智力的拐杖,。如果人類沒有記憶的能力，那么我們將如同瘸腿的人失去拐杖一樣,，寸步難行,。我們既不能回望過去，同時也不能展望未來,，既不能識別親友,，也不能基于過去的經(jīng)驗做出合理的決策，從而陷入屢犯同樣錯誤的尷尬境地,。此外,，我們不會騎車、開車以及使用智能手機,，也不能被教育,。我們對文學(xué)與藝術(shù)將一無所知。 2016年3月1日,，由丹麥克里特·靈北歐洲腦研究基金會（Grete Lundbeck European Brain Research Foundation）頒發(fā)的大腦科學(xué)獎（Brain Prize）公之于眾,，三位來自英國的神經(jīng)生物學(xué)家：提姆·布利斯（Tim Bliss）、格雷厄姆·科林里奇（Graham Collingridge）以及理查德·莫里斯（Richard Morris）因分別發(fā)現(xiàn)大腦長期增強作用（Long-Term Potentiation）,，共同獲得這一獎項,。他們的發(fā)現(xiàn)徹底地改變了我們對記憶如何形成、保存以及丟失等方面的認知,。 克里特·靈北歐洲腦研究基金會由靈北基金發(fā)起,，靈北基金會還掌控著一家跨國制藥公司靈北制藥的大部分股份，該公司因?qū)Ｗ⒂谏窠?jīng)與精神疾病藥物而出名,。作為全球科學(xué)領(lǐng)域最讓人垂涎以及最有價值的科學(xué)獎項之一,，大腦科學(xué)獎設(shè)立于2011年，獎金為100萬歐元,，該獎主要獎勵那些為歐洲腦科學(xué)做出杰出貢獻并仍活躍在科研一線的腦科學(xué)家,。 今年獲獎的三位學(xué)者,，研究工作主要聚焦在神經(jīng)元的長期增強作用機理上。他們分別發(fā)現(xiàn)位于大腦海馬區(qū)域中神經(jīng)元間突觸的連接,，能在重復(fù)刺激下加強信號傳遞,，大腦的這一可塑性機理，構(gòu)成了我們學(xué)習(xí)和記憶的基礎(chǔ),。通常我們將神經(jīng)突觸在持續(xù)的刺激下作用加強,，叫做長期增強作用，它使得突觸間的交流效率增強,，也會提高神經(jīng)元存儲信息的能力,。當然神經(jīng)元間的突觸也可能會受到抑制，這種叫做長期時程抑制,。哺乳動物大腦突觸的可塑性體現(xiàn)在兩個方面：長期增強作用和長期時程抑制,，它們都會影響我們對信息的存儲，并由此會導(dǎo)致記憶和學(xué)習(xí)的能力,，對二者的了解有助于我們治療抑郁癥等神經(jīng)性疾病,。 由長期增強作用這一生理基礎(chǔ)，我們的大腦可形成瞬時記憶及長時記憶,，我們既能利用瞬時記憶很好地回憶起剛剛發(fā)生的事情,，閱讀的文字或瀏覽的圖片，同時也能對兒時的趣事記憶猶新,，所以即使是耄耋之年的老人經(jīng)常忘記回家的線路,，對童年的難忘記憶卻如數(shù)家珍。法國軍事家波拿巴·拿破侖曾對記憶有這樣一個形象的描述,“ 一切事情和知識在我的頭腦里安放得像在櫥柜的抽屜里一樣,，只要打開一定的抽屜,，就能取出所需要的材料?！?/p> 神經(jīng)元在長期增強作用下所形成的“記憶”,。在重復(fù)刺激下，作用效果會得到增強,。重復(fù)刺激可增強記憶,。 事實上，早在19世紀末期,，科學(xué)家就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)神經(jīng)細胞數(shù)量在人體成熟之后不會再增加,，于是他們意識到對于記憶的形成，不可能來自新的神經(jīng)細胞,。被譽為“現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)之父”西班牙神經(jīng)解剖學(xué)家圣地亞哥· 拉蒙· 卡哈爾（Santiago Ramóny Cajal）認為,，記憶是存儲于突觸間，因加強現(xiàn)有神經(jīng)細胞之間的連接而形成,，這是人類第一次認識到記憶并非有新的神經(jīng)元產(chǎn)生,?？ü栆蛟谏窠?jīng)組織學(xué)領(lǐng)域的杰出貢獻，于1906年獲得諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎,。 此次獲獎的三位科學(xué)家在這一領(lǐng)域的出色工作,，使得我們對記憶的生理基礎(chǔ)認識更進一步，他們不僅發(fā)現(xiàn)大腦的長期增強作用機制,，同時也對這一機制的分子基礎(chǔ)進行研究,，讓我們得以窺探大腦記憶的奧秘。 1973年,，布利斯與他的同事泰耶·勒姆（Terje L?mo）首次詳細描述了大腦長期增強作用現(xiàn)象，之后布利斯將注意力集中在大腦長期增強的分子機理及其與記憶之間關(guān)系的研究上,。 科林里奇則發(fā)現(xiàn)了幾個與大腦長期增強作用機理相關(guān)的關(guān)鍵分子——N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體,，NMDA受體是大腦中一個關(guān)鍵的受體蛋白，是神經(jīng)細胞相互交流的分子,，NMDA受體在大腦長期增強作用中起到很重要的作用,。 1986年，莫里斯使用一種新方法發(fā)現(xiàn)大腦長期增強作用是實驗小鼠在新環(huán)境中找到線路的關(guān)鍵,。通過特殊藥物可激活NMDA受體,，莫里斯在大腦長期增強作用對記憶的影響方面做了大量的工作。 正如大腦科學(xué)獎遴選委員會主席科林·布萊克莫爾（Colin Blakemore）所表示的那樣,，“記憶是人類經(jīng)驗的核心,，今年的三位獲獎?wù)咄黄菩缘墓ぷ鳎淖兞宋覀儗τ洃浐蛯W(xué)習(xí)的認識,，同時也讓幫助我們更好地理解在重大災(zāi)難后引起的大腦創(chuàng)傷（失憶）,。”
獲獎?wù)叨挤浅芬娮约耗軌蚍窒磉@一重要獎項,。布利斯目前正在英國倫敦弗蘭西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）做訪問學(xué)者,，他表示，“獲得該獎項讓我感到很高興,，長期增強作用研究確實開創(chuàng)了這一領(lǐng)域的先河,，它讓研究者在不同層面進行研究，例如支持它的分子機制,，對記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)的理解,。” 莫里斯是英國愛丁堡大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教授,，他說,，“我對能夠獲得該獎項感到非常榮幸。我感覺我們實驗室團隊,、研究生以及博士后都是我的財富,，我也希望該獎項能夠體現(xiàn)他們在這一研究中所做出的重要貢獻,。我們對長期增強作用方面的研究完全由我們對大腦如何存儲信息的興趣所引導(dǎo)。對這一機理的研究,，有助于我們了解記憶的基礎(chǔ)知識,，從而減少我們這個正在衰老的社會由于失憶等疾病所帶來的問題?！?/p> 科林里奇是英國布里斯托大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教授,，他表示，“我很高興能夠分享這一獎項,，對學(xué)習(xí)以及記憶的分子機制的研究是一項很有挑戰(zhàn)性的工作,，同時也讓我受益良多。我對長期增強作用方面的基礎(chǔ)研究如何向老年癡呆患者治療的轉(zhuǎn)化很有興趣,?！?nbsp; 目前，全球擁有數(shù)百萬人因大腦神經(jīng)元突觸連結(jié)的異常而出現(xiàn)病理狀態(tài),，如自閉癥,、精神分裂癥、壓力,、焦慮,、抑郁，長期疼痛以及上癮等,。對長期增強作用機理的把握,，將有助于指導(dǎo)我們很好地治療它們。 人類大腦約有1000億個神經(jīng)細胞組成,，它們通過突觸彼此連結(jié),，從而實現(xiàn)神經(jīng)元間的交流。每一個神經(jīng)元約有5000個突觸,，也就是說,，這種神經(jīng)連接在我們大腦中大概有500萬億個。事實上,，為了弄清這些連接對我們生命的意義,，2009年美國國立衛(wèi)生院（NIH）甚至啟動了一個浩大的項目——人類連接組計劃（Human Connectome Project）。 該獎項頒發(fā)給三位英國神經(jīng)生物學(xué)家,，也凸顯了過去30年里英國醫(yī)學(xué)研究理事會（Medical Research Council）對基礎(chǔ)科學(xué)的強大支持,。 如同美國國立衛(wèi)生研究院數(shù)年前資助的人體微生物組計劃( The Human HMP)，這兩年我們看到這一領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究快速增長,，對腸道微生物的認識,，我們比以往任何時候都要多很多。它再次印證了對基礎(chǔ)科學(xué)投入的重要性,。只有這樣,，我們既能理解大腦如何存儲信息,，同時也能夠更好地幫助我們利用大腦更有效地存儲信息，或治療神經(jīng)性疾病,。 （責(zé)任編輯 李曉明） |
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