環境的光線會影響記憶力的維持

過去研究已發現暴露於不同顏色的光會改變人類和動物的記憶功能，而本篇論文透過果蠅求偶制約實驗（Courtship conditioning）想了解環境的明暗是否也會對長期記憶造成影響。

首先，已交配的雌性果蠅會主動拒絕雄性果蠅的求偶，因此學習到這個經驗的雄性果蠅降低求偶意願，本實驗會分別利用未接觸過雌性果蠅的雄性果蠅（Naïve）與曾接觸已交配過的雌性果蠅的雄性果蠅（Conditioned）進行7小時制約實驗，5天後再進行10分鐘的測量，並以Courtship index（CI）量化果蠅在這10分鐘內求偶行為所花費的時間百分比，並計算Memory index（MI）= (平均CI Naïve - 平均CI Conditioned)/平均CI Naïve。從實驗結果可以發現透過改變不同階段時環境的光線，雖然學習期間環境的明暗並沒有影響記憶的形成，但是記憶的維持確實會受到光線的影響（Fig1）。

Fig1. 不同光線的條件下測量長期記憶。(1) 控制組。在明亮的環境中進行制約實驗，5天後進行測量。(2) 在黑暗的環境中進行制約實驗，5天後進行測量。MI下降但是與控制組沒有顯著差異，表示對長期記憶沒有不利影響。(3) 在明亮的環境中進行制約實驗後，保持在黑暗環境直到測量。MI顯著下降，表示會造成長期記憶嚴重受損。(4)&(5) 在明亮的環境中進行制約實驗後，保持整天在黑暗環境1天，對長期記憶沒有不利影響。(6) 在明亮的環境中進行制約實驗後，保持整天在黑暗環境2天。MI顯著下降，表示待在黑暗環境2天，會造成長期記憶傷害。(7) 制約實驗到測量都在明亮的環境中進行。MI下降但是與控制組沒有顯著差異，表示對長期記憶沒有不利影響。(原文Figure 1. A)

對溫度敏感的TrpA1會誘導色素傳播因子（Pigment dispersing factor，Pdf）（Fig2）的活化，經由光與溫度的調控使Pdf活化後，能夠挽救長時間黑暗造成的記憶損傷（Fig3）。另外，由於Pdf受體（Pdfr）活化後會增加cAMP水平，本實驗也證實Pdf訊號傳遞路徑有助於增強CREB的活性（Fig4），進而觸發記憶維持蛋白的產生。

Fig2. Pdf表現在果蠅腹側神經元（Ventral Lateral neurons，LNvs）。(圖片來源：https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/pigment-dispersing-factor)

Fig3. Pdf對於長期記憶的影響。(A) 在明亮的環境中進行制約實驗，5天後進行測量。(B) 在明亮的環境中進行制約實驗後，第2天和第3天整天保持黑暗環境。(C)(D) 在明亮的環境中進行制約實驗後，第2天和第3天整天待在黑暗環境並且調整溫度以活化Pdf。UAS- TrpA1 /+和Pdf -GAL4/+：控制組。PT：25°C、RT：34°C。(原文Figure 2)

Fig4. 測量了MB α/β或γ神經元中CrebB的活性。(A) (1) MBα/β神經元中檢測到CrebB的活性顯著增強。(2) MB γ神經元幾乎未檢測到。(3) 待在黑暗環境中1天，CrebB的活性大約降低一半。(4) 待在黑暗環境中2天，CrebB活性大幅下降。(5) CrebB 活性在突變導致Pdf失效（Pdfr5304）會使MB α/β神經元中的CrebB的活性大幅下降。(B) Pdfr5304嚴重的記憶損傷。(C) TrpA1使Pdf神經元活化增加了MB α/β神經元中的CrebB活性。(原文Figure 6)

撰文：余旻珊

參考文獻：

Inami S, Sato S, Kondo S, Tanimoto H, Kitamoto T, Sakai T. Environmental Light Is Required for Maintenance of Long-Term Memory in Drosophila. J Neurosci. (2020) 40(7):1427-1439. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1282-19.2019