大腦的三段式分子計時器，決定哪些經驗會長存或淡忘
我們常以為，只要經歷過某些件事，就會牢牢寫進腦中。然而最新研究指出，記憶並非一開始就能穩固長存，而是必須經過一系列延後啟動的「分子計時器」。最近洛克斐勒大學（Rockefeller University）的神經科學團隊動物實驗發現，大腦會在不同時間點啟動不同腦區基因調控機制，挑選、加固並保存某段經驗。論文刊登於《Nature》期刊。
過去關於「記憶形成」主要理論，多認為大腦經歷某事件後，若認定為重要資訊，就會以神經可塑性（synaptic plasticity）與蛋白質合成，使有關神經迴路強化。這種論點隱含「一次決定」假設：只要觸發記憶形成，資訊就能長久存在。然而這與生活經驗不符，有些記憶幾天內便淡去，有些卻記得一輩子；同樣事件，重複經歷後記憶深度也截然不同。現行理論，完全無法解釋這些現象背後的分子邏輯。
新發現：三段式「分子計時器」穩固記憶
為了找出決定「哪些記憶保存」的關鍵因子，團隊利用虛擬實境（virtual reality），讓老鼠學習特定移動路徑並反覆接受相同刺激。接著，他們比較「成功記住」與「最終遺忘」經驗對應的大腦基因表現。 結果顯示，大腦會依序啟動三個「分子計時器」（molecular timers），每階段都由不同腦區與不同調控因子（transcriptional regulators）主導。
第一階段由大腦中央深處視丘（thalamus）啟動 CAMTA1，是記憶形成的起點，類似初篩，決定這段經驗是否值得再處理；第二階段由 TCF4 多腦區啟動，強化神經迴路，讓記憶進入中期穩固，並一週內維持可塑性；第三階段發生在前扣帶皮質（anterior cingulate cortex），由 ASH1L 負責重塑染色質，確保相關基因程式能長期保持可活化狀態，使記憶穩定保存數週甚至更久。過程中，只要任何計時器失效，記憶就無法順利跨過後續門檻，最終走向遺忘。這說明記憶並非立即成形，而須通過逐層審核的多步驟機制。
重新理解記憶：治療與應用的前景
這項發現不僅提供了新穎神經科學架構，也為治療失智症帶來突破契機。過去認為海馬迴（hippocampus）受損後，記憶力無法挽回；但研究指出，記憶穩固並不限單一腦區，可能有跨區域備援（redundancy）機制。未來或許能強化特定分子計時器，如調控 CAMTA1 或 ASH1L，讓失智症患者重拾記憶力。
另一方面，由於記憶能否長期保存取決於這些計時計時器是否準時啟動，這也代表睡眠、情緒甚至經驗的重複方式，都可能影響記憶儲存運作。掌握這些因素，將是未來神經科學與臨床應用的重要研發方向。
總結而言，這項研究揭示經驗是否轉變為長期記憶，不是只靠單一個開關決定，而受多重模組及大腦區域分子計時器所影響。多層次調控賦予大腦能選擇性保存與遺忘資訊。如果能掌握這些機制，不僅有助了解記憶如何形成，也可能為對抗失智、記憶障礙等疾病帶來新希望。
（首圖來源：Pixabay）