我們身體的溫度會影響記憶、學習、專注等等跟認知有關的機能。極端的高溫或低溫，都會妨礙我們認知的表現。維持身體溫度在穩定的水平對生存十分重要，我們的身體也需要相關機制去自動調節身體溫度。我們從過往經歷獲取的經驗，可以影響我們面對危機的反應，那麼我們過去面對寒冷的記憶，可以幫助身體調節溫度嗎？
近日，有研究人員把實驗室老鼠慣常地帶到攝氏四度的寒冷環境中，再輔以固定的「情境」（例如一致的顏色或音樂）來鞏固老鼠對這個寒冷環境的記憶。當置身於寒冷環境的時候，老鼠的身體自然地出現相應反應為身體產生熱量，例如在棕色脂肪組織（brown adipose tissue）之中，會有更多氧氣被運用、更多葡萄糖被分解，來生產更多的熱能。
寒冷情境再現 可令體溫提升
有趣的是，這些受過訓練的老鼠隨後被帶回溫度正常（攝氏二十一度）的環境中，只需相同的情境出現（例如與之前寒冷環境一致的顏色或音樂），縱然沒有進食，這些老鼠也會提升新陳代謝的速率，增加身體的溫度。如此看來，只需喚起寒冷的回憶，可能就已經足夠讓身體啟動相關的反應（這個實驗設計排除了嶄新環境或附近的獵食者讓老鼠體溫提升的可能性）。
研究人員更進一步確認，大腦兩個不同的部分在這個過程中會相互合作。大腦中的海馬迴（hippocampus）負責控制記憶，跟老鼠之前的「寒冷經驗」有關；下丘腦（hypothalamus）則負責維持身體內部穩定的狀況，包括穩定的體溫。海馬迴中有一個位置叫作齒狀回（dentate gyrus），研究人員利用讓蛋白質發出熒光的技術，可以在齒狀回中確認到與寒冷的記憶相對應的神經元圖案，叫作記憶痕跡（engram）。
研究人員發現，記憶痕跡在齒狀回中被啟動，會與下丘腦控制新陳代謝、氧氣運用、穩定體溫的活動互相呼應，這明確指出記憶可以直接影響新陳代謝的反應。
記憶影響新陳代謝
為了再進一步了解過往記憶在這個機制中的作用，研究人員更在齒狀回的神經元中引入了對光線敏感的蛋白質，可以利用適當的光源去喚起對寒冷的記憶。
實驗發現，當寒冷的記憶被喚起，縱然是在溫暖的環境中，實驗中老鼠也會出現提升體溫的反應；反過來說，如果負責寒冷記憶的神經元被壓抑了，老鼠們的保暖反應亦會受阻礙。研究人員更嘗試刺激不相關的神經元，老鼠亦沒有表現出體溫上升的反應。如此看來，齒狀回中記錄的跟寒冷有關的記憶痕跡，的確可以幫助推動老鼠身體保暖的新陳代謝過程。
小結
這次分享的研究指出了大腦、記憶和新陳代謝之間的關係，探索了不同的研究方向。我們的身體中是否有更多類似機制未被發現，肥胖或其他新陳代謝疾病又是否可以依靠記憶去幫助控制呢？期待未來可以得到更多的答案。
●杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
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