學(xué)習(xí)記憶是很多人感興趣的問題。有些人是出于好奇：腦袋怎么能學(xué)這么多東西？記這么多事情？有些人還希望改善學(xué)習(xí)記憶能力。獲得今年美國《科學(xué)》雜志給優(yōu)秀分子生物學(xué)研究生頒發(fā)的大獎中國留美學(xué)生時松海，研究的是神經(jīng)可塑性，這與學(xué)習(xí)和記憶是有緊密關(guān)系的。通俗地說，神經(jīng)可塑性是在經(jīng)過刺激或訓(xùn)練以后，神經(jīng)系統(tǒng)功能上發(fā)生的變化。學(xué)習(xí)記憶是其中主要的一類。
從歷史上看，巴甫洛夫研究過的條件反射，也是神經(jīng)可塑性。狗看到食物會流口水（和分泌胃液），巴甫洛夫訓(xùn)練狗：讓食物和鈴聲同時出現(xiàn)一段時間以后，狗在只聽見鈴聲時，也會流口水（和分泌胃液）。說明狗的神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生了變化，也可以說它對鈴聲的意義有了學(xué)習(xí)和記憶。在巴甫洛夫以后幾十年，經(jīng)典的高等中動物條件反射機理研究的進展不多。南加州大學(xué)的Richard Thompson曾經(jīng)研究兔子眨眼條件反射的機理。在低等動物海兔(Aplysia),以美國哥倫比亞大學(xué)肯德爾(Eric Kandel)為代表的科學(xué)家們，對一些學(xué)習(xí)記憶過程包括習(xí)慣化等有深入的研究，找到了所需要的神經(jīng)環(huán)路、揭示了其細胞和亞細胞機理、發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)信息的變化、并證明了第二信使環(huán)腺苷酸(cAMP)的重要性。其中一些基本原理在高等動物中也適用�？系聽柅@2000年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。
六十年代后期，創(chuàng)立分子生物學(xué)的先驅(qū)中有一批認為分子生物學(xué)基本原理已經(jīng)解決，而決定轉(zhuǎn)向神經(jīng)生物學(xué)。其中克里克(Francis Crick)研究大腦高級功能、布任訥(Sydney Brenner)研究線蟲行為(他的學(xué)生用線蟲在發(fā)育和細胞凋亡等領(lǐng)域有重要發(fā)現(xiàn))、而加州理工學(xué)院的本澤(Seymour Benzer)決定用果蠅研究行為。本澤研究的行為有多種，其中包括起初很難的學(xué)習(xí)記憶，花費了相當(dāng)多時間，忍受了譏笑和嘲諷。也許因為這些困難，起初愿意做這個課題的有些博士后性格奇特。有美國麻省理工學(xué)院坤恩(William Quinn)、冷泉港實驗室特利(Tim Tully)和德國海森堡(Martin Heisenberg、物理學(xué)家、測不準(zhǔn)原理發(fā)現(xiàn)者之子)等的工作，到八、九十年代有了穩(wěn)定的果蠅學(xué)習(xí)記憶模型。華裔的神經(jīng)生物學(xué)家依阿華大學(xué)吳春放、冷泉港鐘毅和Jerry Yin用這些模型對其機理研究有重要貢獻。果蠅學(xué)習(xí)記憶和海兔的一樣，也有cAMP參與。Jerry Yin曾證明：引入突變基因可以提高果蠅學(xué)習(xí)記憶能力。中國的郭愛克在德國學(xué)習(xí)了這些模型后，先在中國科學(xué)院生物物理研究所、后在神經(jīng)科學(xué)研究所繼續(xù)這方面的研究。
對高等動物的神經(jīng)可塑性的細胞機理研究，肯德爾認為最早是三十年代中國協(xié)和醫(yī)學(xué)院馮德培在神經(jīng)肌肉接頭上的工作。馮德培在《中國生理學(xué)雜志》報道強直后增強作用(PTP)的發(fā)現(xiàn),這是經(jīng)過刺激后神經(jīng)信號傳遞短時間(幾分鐘)的增強。四十年后，肯德爾仍把這項研究寫入大型的《生理學(xué)手冊》。
在高等動物中，1973年，英國的布理斯(Tim Bliss)和挪威的洛默(Terje Lømo)發(fā)現(xiàn)長期性增強作用(LTP)，是神經(jīng)可塑性機理的重要發(fā)現(xiàn)和主要模型。其后二十多年內(nèi)，LTP已在腦內(nèi)多個部位觀察到，并有證據(jù)顯示與一些學(xué)習(xí)記憶有關(guān)。日本的依藤(Masao Ito，日本理化研究所RIKEN屬下的腦研究所BSI所長)發(fā)現(xiàn)長期性減弱作用(LTD)，也是學(xué)習(xí)記憶的重要基礎(chǔ)。八、九十年代以后，一批優(yōu)秀神經(jīng)生理學(xué)家推進了為人們對LTP機理的了解，包括舊金山加州大學(xué)尼科(Roger Nicoll)、斯坦福大學(xué)錢永佑(Richard Tsien，錢學(xué)森表侄)、加州大學(xué)蒲慕明(Mu-Ming Poo，近兼中科院神經(jīng)所所長)、斯坦福大學(xué)馬藍卡(Robert Malenka)、冷泉港馬林洛(Roberto Malinow)等。九十年代，以麻省理工學(xué)院的利根川進(Susuma Tonegawa，以前因為研究免疫獲諾貝爾獎)和肯德爾為代表的科學(xué)家們，用分子生物學(xué)手段研究LTP和LTD的分子機理，發(fā)現(xiàn)了影響學(xué)習(xí)記憶的基因。這些實驗室中培養(yǎng)了一批華裔科學(xué)家，如：曾隨蒲慕明的魯白(現(xiàn)在國立健康研究院)、曾隨肯德爾的卓敏(現(xiàn)在華盛頓大學(xué))、曾隨利根川進的錢卓(Joe Z. Tsien現(xiàn)在普林斯頓大學(xué))、黃佐石(Josh Huang現(xiàn)在冷泉港)和陳東風(fēng)、和曾隨錢永佑的章紀(jì)放(現(xiàn)在賓州大學(xué))、劉國松(現(xiàn)在麻省理工學(xué)院)、楊健(現(xiàn)在哥倫比亞大學(xué))等等。其中魯白實驗室是發(fā)現(xiàn)神經(jīng)營養(yǎng)因子參與神經(jīng)可塑性的最初實驗室之一。而錢卓與卓敏和劉國松三實驗室有一篇受人矚目的合作論文：引入一個突變受體可以增強小鼠學(xué)習(xí)記憶能力，一般媒體稱為“聰明老鼠”。加拿大多倫多大學(xué)的王雨田對可塑性的分子機理有貢獻。在中國，復(fù)旦大學(xué)的李葆明研究高等動物的學(xué)習(xí)記憶；科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院的裴鋼研究過嗎啡成癮與神經(jīng)可塑性的關(guān)系。
時松海獲獎工作是研究LTP的分子機理。神經(jīng)細胞直接的信息傳遞是在兩個神經(jīng)細胞的聯(lián)結(jié)部位(稱為突觸)進行。突觸前分泌的信息分子作用于突觸后的受體分子，從而傳遞信息。時松海發(fā)現(xiàn)LTP可以調(diào)控受體進入突觸后膜上特定區(qū)域。時松海研究生期間有兩篇共同第一作者的《科學(xué)》和一篇第一作者的《細胞》論文，是突出的紀(jì)錄。他原在冷泉港馬林洛實驗室做研究生，馬林洛以前是錢永佑的博士后。時松海畢業(yè)后去加州大學(xué)詹裕農(nóng)(Yuh-NungJan)和葉公杼(Lily Yeh Jan)實驗室做博士后。詹和葉可能是唯一一對華裔的美國科學(xué)院院士夫婦。他們兩個實驗室培養(yǎng)出了四十多個教授分布美國各大學(xué)。時松海目前在詹和葉實驗室的同事們包括其他較好研究基礎(chǔ)的博士后如李華順和洪揚。今后幾年，時松海在博士后階段如果繼續(xù)有優(yōu)秀的工作，應(yīng)該可以獲得較好學(xué)校的助理教授職位和自己獨立的實驗室。他研究的神經(jīng)科學(xué)不僅是科學(xué)家好奇心馳騁的領(lǐng)域，也對人類健康有意義。因為神經(jīng)系統(tǒng)的疾病對社會的影響越來越顯得大，包括老年癡呆、神經(jīng)退行性變、和中風(fēng)。時松海用多學(xué)科手段進行研究，也適合綜合性很強的神經(jīng)科學(xué)。世界上研究神經(jīng)科學(xué)人員不斷增加，美國神經(jīng)科學(xué)會于1970年成立時僅500多會員，到1998年已超過2萬8千了。即使如此，許多有趣的課題目前研究還不深入，比如語言的神經(jīng)機理。因此，還有許多待開發(fā)的領(lǐng)域，需要許多時松海和其他對激動人心的科學(xué)感興趣的年青人。對于學(xué)習(xí)記憶，科學(xué)家們的理解還是很初步的。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/jiyi/jiyizhixun/18433.html
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