文:林庭佑 博士生 / 國立臺灣師範大學

海馬齒狀回 (dentate gyrus)，是成人腦中被發現有神經新生的兩個區域之一 (Gage, 2019)，在學習與記憶中扮演了重要角色。記憶的儲存與區辨，是我們學習與日常生活中不可或缺的過程。「齒狀回」除了參與記憶的形塑之外，還兼具了模組分離 (pattern separation) 的任務 (Deng, Aimone, & Gage, 2010)。
模組分離:此功能讓我們能夠辨別相似但不同的記憶。例如:在林間選出正確的路；在偌大的停車場中找到愛車……等等，在這個辨識的過程，「神經新生」扮演著功不可沒的角色。

大腦儲存記憶的區域就好比電腦的硬碟，不僅有著容量的限制，還會因接受的資料過於雜亂而造成無法辨識的困境。此時，就必須要有足夠的檔案夾，好讓資料有條理的分類歸檔。大腦中的「神經元」就如同一個個的儲存單位，可以將接受的資料有系統的組織、排序。只是，如果資料夾的數量固定不變，那麼在儲存相似但實際上有所不同的資訊時，就可能會發生把原本應該分開存放的資料混淆在一起，導致日後難以辨別及提取。此時，若有不斷新生的神經元加入，就可以立即因應需求，調整修改出新的資料夾，提供不同的儲存空間，讓記憶倉庫變得井井有條。

「莫里斯水迷宮」 (Morris water maze) 是最常用來檢視小鼠學習與記憶能力的測驗之一。小鼠需要在一個水池中，搜尋一個不易發現的安全台，唯有站上平台才能免於不停地游泳。藉由小鼠能否找到安全台?以及每次搜尋的速度以衡量空間記憶。 (Vorhees & Williams, 2006)。神經新生較旺盛的小鼠，在安全台的位置被更換之後，比起低神經新生的小鼠能更快地找到新平台的位置。這個研究發現顯示，神經新生多寡會影響記憶清除 (memory clearance) 及認知彈性的能力。如果神經新生不足，習得新資訊的能力與高神經新生的小鼠相比，就會受到舊記憶較嚴重的干擾 (順向干擾，proactive interference)，因此在學習上會較為困難 (Anacker & Hen, 2017)。

要如何促進神經新生?
從上面的例子可見，新生的神經元與我們的生活、學習及健康息息相關。如此重要的機制，可以藉由「運動與禁食」來增加神經新生的數量。讓我們從日常生活中培養良好的習慣，不僅對健康有益，也能讓大腦更靈活、清晰!

 

引用文獻

Anacker, C., & Hen, R. (2017). Adult hippocampal neurogenesis and cognitive flexibility—linking memory and mood. Nature Reviews Neuroscience, 18(6), 335.
Deng, W., Aimone, J. B., & Gage, F. H. (2010). New neurons and new memories: how does adult hippocampal neurogenesis affect learning and memory? Nature Reviews Neuroscience, 11(5), 339-350.
Gage, F. H. (2019). Adult neurogenesis in mammals. Science, 364(6443), 827-828.
Vorhees, C. V., & Williams, M. T. (2006). Morris water maze: procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory. Nature protocols, 1(2), 848.