大腦一半突觸被清走，記憶竟然仲喺度？OIST研究顛覆傳統認知

想像一下：你大腦超過一半嘅突觸連接突然消失晒，你嘅記憶應該跟住一齊消失，啱唔啱？但係根據一項刊登喺《Science》期刊嘅研究，答案係「唔一定」。

沖繩科學技術大學院大學（OIST）聯同多間機構嘅研究團隊，利用人工冬眠嘅小鼠模型，發現就算海馬體嘅突觸被大規模清除——超過一半嘅樹突棘（即係突觸）冇咗——啲小鼠醒返之後，仍然記得之前學過嘅嘢，例如恐懼制約同空間導航任務。佢哋嘅海馬體空間表徵亦都恢復得好好，幾乎冇走樣。

呢個發現，徹底顛覆咗過去幾十年對記憶點樣儲存嘅理解。

舊有觀點：強韌嘅突觸先係關鍵

一直以嚟，關於長期記憶點樣儲存嘅主流理論，係建基於「長期增益作用」（LTP）嘅概念。諗法好直接：學習會強化個別突觸，令樹突棘變大。呢啲大而強韌嘅突觸就被視為記憶嘅物理基礎——連接越穩固，記憶就越持久。

喺自然界嘅冬眠過程中，呢啲大嘅樹突棘好多都會被修剪走。跟舊有理論推測，呢啲小鼠醒返之後應該會有嚴重失憶先啱。但係結果唔係咁。

「之前普遍認為，強化突觸對記憶提取好重要，大而強韌嘅樹突棘係長期記憶保留嘅關鍵，」研究共同作者、OIST記憶研究單位主管田中和正博士話。「但係呢項研究揭示咗，唔係所有突觸都咁重要——記憶痕跡（engram）突觸嘅排列模式先至至關重要。」

真正保護記憶嘅嘢：突觸集群嘅架構

咁究竟係乜嘢喺修剪過程中倖存落嚟？關鍵係記憶痕跡（即係記憶喺大腦入面嘅物理軌跡）入面突觸嘅「拓撲組織」。

特定嘅突觸集群——形成一個「更廣泛嘅網絡架構」——喺大規模清除期間被保留咗落嚟。呢個保留落嚟嘅結構配置起到「核心記憶痕跡」嘅作用，令大腦喺甦醒之後可以重建功能電路。

「呢種更廣泛網絡嘅拓撲架構，似乎比個別強韌嘅連接更重要，」田中博士話。

可以用一個城市嚟做比喻：如果個別強韌嘅突觸係摩天大樓，咁記憶痕跡架構就係街道網絡。你可以拆咗個別建築物，但只要個底層佈局仲喺度，城市就可以重建。失去咗「摩天大樓」但保留咗「街道網絡」嘅小鼠，醒返之後唔會失憶。

實驗係點做？人工冬眠做窗口

研究團隊由林佑儒博士領導，利用人工冬眠嘅小鼠模型。透過激活下丘腦嘅Q神經元，誘導長期低溫同新陳代謝抑制——模擬自然冬眠嘅狀態。

透過腦部結構成像，團隊追蹤咗喺類似冬眠狀態下突觸層面嘅變化：

• 海馬體活動暴跌約70%。
• 超過一半嘅樹突棘（突觸）被清除。
• 清除同樹突棘嘅大細無關——即係大嘅「強韌」突觸同細嘅一樣有機會被修剪。
• 有一類涉及「多突觸終末」（即一個突觸前終端連接多個突觸後位點）嘅突觸特別被保留落嚟。

呢啲被保留嘅多突觸連接，就形成咗撐住記憶嘅集群架構。

對理解記憶有咩啟示？

OIST呢項研究加入咗愈嚟愈多挑戰「突觸穩定等於記憶穩定」呢個觀點嘅文獻。2014年嘅一項海蝸牛研究就顯示，長期記憶喺其突觸表達被抹除之後仍然可以存活。2020年嘅一項《Science》研究發現，小膠質細胞喺正常遺忘過程中會清除突觸。而最近2025年嘅另一項《Science》研究就發現，記憶獲取同多突觸終末有關，但相關神經元並唔係同時被激活，呢個挑戰咗經典嘅Hebbian模型。

夾埋一齊睇，呢啲發現指向一個更複雜、更偏向網絡層面嘅記憶觀點。記憶可能根本唔係儲存在個別突觸入面，而係儲存在突觸集群之間嘅連接模式——一種能夠承受大規模重塑嘅架構。

對阿茲海默症、腦創傷等嘅啟示

如果記憶保留嘅關鍵係突觸架構而唔係個別突觸嘅強度，咁對治療記憶喪失就有好深遠嘅啟示。

好似阿茲海默症、中風、創傷性腦損傷呢啲病症，都涉及大規模嘅突觸流失。如果未來嘅治療可以針對保留或重建呢種更高層次嘅集群模式——而唔係一味諗辦法強化個別突觸——可能會更有效咁保存記憶功能。

有趣嘅係，之前有另一個團隊嘅研究發現，一次單一嘅昏睡-甦醒週期可以增強小鼠海馬體嘅長期增益作用，甚至喺阿茲海默症小鼠模型中恢復記憶表現。呢個暗示，大腦嘅類似冬眠狀態可能對記憶障礙有治療效果。

總結

大腦嘅韌性比我想像中強得多。長期記憶唔係依賴一堆唔會死嘅個別突觸，而係依靠一個有韌性嘅連接模式——一個結構藍圖，就算大部分連接都冇咗，都可以引導重建。

或者好似田中博士話齋：「更廣泛網絡嘅拓撲架構，先係真正重要嘅嘢」。