我們的大腦每天都在經歷無數新資訊並產生各種記憶，究竟哪些記憶會被保留？哪些會被遺忘？長庚大學醫學院吳嘉霖教授研究團隊，透過果蠅尋水記憶研究發現，大腦是根據資訊的重要性，決定留下或刪除哪一部分的記憶。這項創新且有趣的研究成果近日刊登於國際頂尖期刊《美國國家科學院院刊》（PNAS），讓台灣研究再次躍上國際。
研究團隊以「口渴的果蠅」為實驗對象，設計了一個創新的學習方式。首先，讓果蠅學習將特定氣味與98％濕空氣聯結起來，形成「濕氣記憶」；接著，再讓牠們學習將氣味與喝水聯結起來，形成「水記憶」。
長庚大學吳嘉霖教授研究團隊發現，果蠅的水記憶與濕氣記憶是由腦中不同的神經迴路負責，且兩者會互相干擾
研究發現，這兩種記憶分別由果蠅腦中不同的神經迴路負責，且兩者會互相干擾。當果蠅建立起水記憶後，濕氣記憶就會被大腦快速遺忘。這個現象讓研究團隊感到非常驚訝，進一步分析發現，當果蠅喝到水時，大腦中的PAM-γ4多巴胺神經元會被活化，不僅會促進水記憶的形成，還會主動抑制濕氣記憶，造成濕氣記憶的遺忘。
長庚大學吳嘉霖教授團隊運用高解析顯微螢光設備，即時觀察活
長庚大學吳嘉霖教授團隊訓練並觀察口渴果蠅的學習記憶行為 體果蠅神經元的活性變化
吳教授表示，這種記憶管理機制可能是果蠅的一種生存策略。在野外，高濕氣通常是水源的線索，但如果口渴果蠅循著濕氣的記憶尋找水，最終卻無法找到水源並解渴，那麼這段記憶對牠的生存來說毫無意義，甚至有可能危害生命。為了節省大腦的「記憶空間」，大腦選擇性刪除這段無效的濕氣記憶，而保留真正有助於生存的水記憶。更有趣的是，研究發現，如果抑制PAM-γ4神經元的活性，濕氣記憶就不會快速遺忘，這表明，大腦是有能力主動管理記憶的保留與刪除。
果蠅果內的PAM-γ4神經細胞(圖中綠色影像)有助水記憶的形成，並會抑制濕氣記憶
為了更直觀理解果蠅大腦的運作，研究團隊還與長庚大學資訊工程學系趙一平副教授合作，運用高解析顯微螢光設備、可即時觀察活體果蠅神經元等技術，記錄果蠅大腦學習、記憶與遺忘時的神經活動，並將這些動態數據轉化為可視化的頻譜圖。這些圖像不僅展示了記憶形成與消失的過程，還幫助研究人員更精確地比較不同實驗條件下的結果。
果蠅口渴的時候會積極尋水
這項研究的創新性和突破性，獲得《PNAS》編輯的高度評價。吳教授特別感謝「長庚大學創新先導計畫」的支持，讓團隊能大膽嘗試原創性研究，最終將成果推向國際。這項研究揭示了果蠅大腦如何有效管理記憶的策略，也為我們理解人類大腦記憶的運作提供了新視角。
