消失後又出現的記憶反應─喜惡記憶的競爭

創傷後壓力症候群PTSD是指遭逢重大創傷(戰爭、情感等)後，遇到相關事件後，會有相對應的創傷反應。常見的治療方式之一是暴露治療(exposure therapy)。藉著反覆接觸焦慮源(由輕度威脅開始)，來讓恐懼情緒消除。

果蠅在行為實驗中也有一樣的認知能力，若每次果蠅聞到香蕉氣味都會被電擊，果蠅就會對香蕉氣味有恐懼反應，因此就會迴避這個氣味。倘若接下來實驗者繼續給予果蠅香蕉氣味，但不給電擊，那麼幾次後果蠅對於香蕉氣味的恐懼反應將會消除(extinction)。

反過來，若果蠅聞到例如汽油的氣味，就能吃到食物，果蠅也會對汽油氣味產生好的印象。但若接下來聞到幾次汽油的氣味，果蠅也會喪失對汽油的好感。但接下來更有趣的是，過了一天後，果蠅對於汽油氣味，會再次展現出「想靠近」的行為。這個行為機制到底是怎麼樣在大腦發生的呢？

來自中國北京清華大學的鍾毅教授等研究員，發現好感記憶的消除是源自於聞到汽油氣味卻沒吃到食物時，果蠅會在大腦中形成脆弱型(labile)的短期厭惡性記憶，這個記憶在短時間內會和好感記憶競爭，導致果蠅對汽油氣味不表現出喜惡。然而隨著時間的流逝，好感記憶仍維持著，厭惡性記憶卻消失，讓果蠅再度展現出喜歡汽油氣味的行為。結果發表在Current Biology！

由於該團隊在過去的研究中已發現Rac1, Dia等分子和記憶的遺忘有關，因此研究團隊首先嘗試調控這兩個分子的基因表現，結果顯示這兩個分子被抑制的時候，不影響獎賞記憶的存在，但會影響到消除學習(extinction)的效果，接著找尋上游的機制，團隊發現是來自於上游多巴胺神經元(PPL1)及下游蕈狀體輸出神經元(MVP2)的運作。過去已知在電擊實驗中，果蠅被電擊時會活化多巴胺神經元，導致氣味編碼細胞(Kenyon Cell)和蕈狀體輸出神經元(MVP2)的連結變弱，因而該神經元活化時果蠅會趨近氣味來源，由於連結變弱，果蠅就會趨向離開該氣味。本研究發現消除學習中形成的厭惡記憶，和被電擊時形成的厭惡記憶，使用了部分共同的機制。

然而本篇尚有許多可以往下延伸的工作如:

1. 為何形成獎賞性的記憶後，聞到該氣味卻沒吃到食物，這個時候果蠅大腦會成功活化多巴胺神經元(PPL1)？

2. 若改成是先被電擊，而後不電擊，消除果蠅的恐懼反應，這是否機制是相似的？(本研究是消除果蠅的喜好反應)

3. 消除學習，有沒有可能結果不是中性，若不只3次，而是讓果蠅聞到20次，果蠅有沒有可能對該氣味從中性變成討厭？或是能形成穩定的厭惡型長期記憶，而不會消退？

4. 若喜歡的反應更強烈，是否果蠅身上也可以看到消除學習時，有更強烈的失望反應？

5. 本文顯示喜惡記憶是競爭關係，然而僅只是競爭，抑或著也有上下游的階層關係呢？

6. 人類是否也是有相似的機制，在老鼠身上已知rac1等分子機制也和記憶的遺忘有關，哺乳類大腦和果蠅大腦在許多機制上都有相似之處，是否消除學習也是類似的機制呢？

撰稿者：強敬哲 C.C. Charng

資料來源:

Yang, Q., Zhou, J., Wang, L., Hu, W., Zhong, Y., & Li, Q. (2023). Spontaneous recovery of reward memory through active forgetting of extinction memory. Current Biology.