俗話說：「一朝被蛇咬，十年怕草繩」，先前被毒蛇咬過而大難不死的人，將毒蛇的樣子與危險訊號兩種訊息關聯在一起並轉變為記憶儲存，下次再看到相似外型的物體，先前儲存的記憶便會被喚起，出現恐懼的感覺進而產生警戒。而這些記憶的形成是由大腦上千億顆神經元共同運作的結果，但確切機制目前仍然未知。因此，科學家利用各種模式生物試圖解開大腦中記憶的黑盒子。

果蠅作為模式生物進行生物醫學的研究工作已經有超過百年歷史，利用果蠅研究學習與記憶的分子機制有許多優點，包括果蠅具有豐富的遺傳學操控工具，可被用來研究目標基因在特定神經元的功能；以及果蠅頭部具有完整的大腦器官，且腦中神經迴路負責控制各種與哺乳類動物相似的生物行為。此外，果蠅與人類的基因有高達 60％ 的相似度，生命週期又短，成蟲果蠅壽命約 60 至 70 天，可觀察老化所伴隨的生理與行為變化。

醫學院生化暨細胞分子生物學科吳嘉霖副教授所帶領的研究團隊，利用果蠅研究長期記憶形成的機制。研究團隊利用口渴的果蠅積極尋找水的生物本能，在牠們喝水的同時給予特定氣味，讓果蠅把水源與特定氣味關連在一起，並且偵測這種獎勵型 (reward) 記憶形成與消退的時間曲線。研究結果顯示，此類記憶可以維持超過一天以上且不易消退，屬於一種長期記憶。團隊更發現果蠅大腦內特定的多巴胺神經元 (PAM-β´1) 負責傳遞喝水的獎勵訊號到口渴腦中學習與記憶中樞—蕈狀體 (mushroom body)，並轉為長期記憶儲存。研究團隊並發現抑制短期記憶的神經迴路會導致果蠅喪失短期記憶，但該果蠅卻擁有正常的長期記憶；反之，抑制了長期記憶的神經迴路導致果蠅長期記憶無法形成，但果蠅卻擁有正常的短期記憶。此外，分別活化調控短期或長期記憶形成的多巴胺神經迴路時，果蠅只能專一的產生短期記憶或長期記憶。吳嘉霖副教授表示，過去的研究認為大腦學習新的經驗後，會先以短期記憶的形式存在於大腦內，隨著時間的推進，短期記憶會慢慢轉變為長期記憶並儲存。然而，研究結果顯示，短期記憶與長期記憶的形成是由兩套截然不同的大腦神經迴路與分子機制所控制，也就是說，長期記憶並非由短期記憶轉化而來。這些研究結果顛覆了以往科學界對於記憶形成的認知，卻也合理解釋目前老年失智的臨床病徵。例如老年失智病患往往只有短期記憶喪失，但是長期記憶卻絲毫不受影響，這很有可能是因為大腦一開始在處理兩種記憶資訊時，就是完全獨立且彼此不相互影響的結果。

這項重要的研究成果於 2017 年 5 月 15 日發表於國際頂尖期刊—
自然通訊（Nature Communications）。在科技部與長庚醫院的研究經費支持下，吳嘉霖副教授與其研究團隊完成了這項重要研究。所有研究結果都是在長庚大學完成，是一個本土研究團隊於台灣完成的重要工作，吳副教授團隊未來也將持續致力於探索記憶形成的機制，期盼不久的將來能對老年失智的預防與治療提供新的方向。

論文連結：https://www.nature.com/articles/ncomms15230