速冻可明显地提升动物的记忆功能

模式生物秀丽隐杆线虫很快就会忘记一种明显的气味——除非它被冷藏或注射了锂。

　　

实验室里强壮的秀丽隐杆线虫被放在冰上，记忆力得到了增强。

线虫的记忆力很差，在学习新信息两到三个小时后就会忘记。但一项研究发现，把它们放在冰上，它们不会忘记——直到它们回到室温。

秀丽隐杆线虫，只有在迅速冷却的情况下才能保留它们的记忆。如果让它们在寒冷的环境中过夜，然后再接受训练，它们就会像往常一样很快忘记这些信息。如果给它们服用药物锂，即使在室温下，它们的记忆也会比正常长。

这件作品讲述了记忆是如何产生和丢弃的奥秘。这也提出了一个问题，为什么线虫的记忆在不同的环境条件下会发生变化。

伊利诺斯州埃文斯顿西北大学的分子生物学家Ilya Ruvinsky说，这项研究“非常棒”，他没有参与这项研究。“形成记忆本质上是一个有趣的问题。但这不是孤立发生的。”

这项研究由以色列特拉维夫大学的遗传学家Oded Rechavi领导，并于4月3日发表在预印本服务器bioRxiv上。它还没有经过同行评审。

冰上的虫子

你不能直接问虫子记不记得什么。为了解决这个问题，科学家们训练线虫不喜欢它通常喜欢的气味，让线虫在短时间的饥饿中暴露在这种气味中。在学会不喜欢这种气味两小时后，线虫就会忘记这种负面的联想，再次被这种气味吸引。

为了研究记忆的形成，Rechavi当时的研究生Dana Landschaft Berliner把线虫放在冰上。她发现，这些动物在被冷冻至少16个小时后仍能保留与气味有关的记忆。然而，这些生物一离开冰面，它们的记忆“时钟”似乎就重新启动了;三个小时后，它们已经忘记了对这种气味的厌恶。

柏林确定了几种影响线虫记忆的方法。在记忆训练前，将这些线虫冷却一晚，它们很快就像往常一样忘记了气味。注射了锂然后放在冰上的线虫保持着记忆，就像没有注射锂的同类一样。但是注射了锂的线虫在室温下也能保持记忆，而未注射的动物则没有。

“忘记开关”

这些反应的关键可能是一种叫做二酰基甘油的信号分子。在秀丽隐杆线虫中，已知它调节与记忆和学习相关的细胞过程，并且对嗅觉相关的学习至关重要。

作者发现，在冰疗法和锂疗法中，记忆保存与降低二酰基甘油水平有关。研究小组将二酰基甘油回路称为“遗忘开关”，因为它与延缓记忆丧失有关。

低二酰基甘油水平与锂之间的联系是有道理的:锂被认为可以抑制一种酶，这种酶可以产生二酰基甘油的前体。Rechavi说，这被认为是锂对双相情感障碍患者影响的基础。

科学家们还发现，记忆力的保持与细胞膜硬度有关，而细胞膜硬度在寒冷中会增加。两种具有异常坚硬膜的突变线虫比正常线虫更慢地忘记，即使在室温下也是如此。实验表明，膜的物理硬化似乎可以延缓遗忘。

为什么要忘记?

至于未来，这项研究在许多层面上提出了有趣的问题:分子、生化、遗传和进化。Rechavi说：“为什么它们会忘记，而线虫完全有能力保持更长的记忆？是因为它们在优化什么吗?也许在特定的时间内保持记忆是有原因的。”这些权衡是否也存在于其他动物身上?

Rechavi的实验室目前正在研究类似的记忆现象是否会发生在其他能够在低温下生存的生物身上，比如一种叫做缓步动物的小动物和某些海龟。“这会让我们忙上很长一段时间，”他说。