[科技资讯] 科学家剖开大脑深入研究记忆过程：操控人的记忆可行

什么是记忆？1904年，德国生物学家理查德&米德多；西蒙提出了一个观点，指出记忆的痕迹是由一组不连续的脑细胞拼凑而成的。他把这种假想的生理回路称为记忆痕迹。在随后的时间里，记忆痕迹在科幻和山达基中一直有着顽强的生命力。

但是，需要等到后来光遗传学技术的发展，才能证明记忆痕迹的存在。正是有了光激活的镊子，科学家才能详细分析记忆痕迹电路。2012年，日本生物学家susumu tonegawa在麻省理工学院(MIT)实验室首次利用光遗传学技术揭示了记忆痕迹的真实存在。

在去年4月发表的一篇论文中，susumu tonegawa的实验室揭示了记忆痕迹是如何在海马体中产生，然后上传并存储在大脑皮层中的详细过程。对记忆保存细节的分析为逆转记忆失败或记忆过度活动提供了新的思路和方法。

原则上，这项研究揭示了我们应该如何处理在创伤后应激障碍中变得过于活跃的细胞。澳大利亚昆士兰神经科学研究所所长潘卡伊·萨说，在某种程度上，发现这些非常完整的记忆如此分散是令人惊讶的。

关于人类记忆的形成和储存的第一个实验证据可以追溯到1953年。当时27岁的美国人亨利& middot为了治疗癫痫，莫里森切除了大脑中三分之二的海马体。令主持手术的外科医生震惊的是，手术破坏了莫里森产生新记忆的能力，同时保留了他原有的记忆。

这个计划外的实验表明，海马体是形成新记忆的必要结构，尤其是背景丰富的间歇性记忆，比如你今天早上遛狗的时候看到的。然而，这些详细的记忆并不储存在海马体中。随着时间的推移，它们会被转移到大脑的外部大脑皮层。在以前的研究中，如果给病人大脑皮层施加电刺激，他们会唤起特定的记忆。

这些记忆的上传通常与信息的压缩有关，类似于我们为了长期保存而压缩计算机文件的方式。此前，研究人员认为这一过程发生在几天内。这种粗线条的理解直到五年前才改变。当时，苏苏姆·托尼加瓦的实验室是由理研脑科学研究所和麻省理工学院联合建立的，他们利用先进的光遗传学技术将几个接近神话的观点付诸实践。其中之一是理查德&米德多；西蒙的记忆痕迹。西蒙提出，一段记忆会在大脑中留下生理痕迹；当大脑受到刺激时，就会回放这种记忆。

西蒙的观点提出几十年后，研究人员了解了神经元通过电脉冲传递信息的机制。此后，研究人员破译了许多神经元之间传递的电信号；它还揭示了学习和记忆如何对应于神经元之间突触的加强。

然而，没有人能够将大脑中特定的一组神经元与特定的记忆对应起来。1999年，诺贝尔奖获得者弗朗西斯&米多；克里克将他的智慧转化为解决大脑难题。他建议，要想有所突破，就要用光脉冲刺激活体动物的单个神经元。克里克写道，这听起来可能很难做到，但却是可行的。分子生物学家可以设计一种特定的细胞类型，使其对光敏感。

仅仅六年后的2005年，斯坦福大学的神经生物学家爱德华&米德多；博伊登和卡尔&米德多；他们代表Selroos做出了令自己吃惊的突破，将光遗传学技术变成了现实。他们首次在神经元中表达绿藻的光敏通道蛋白，发现蓝光可以精确控制神经元的激活时间。

研究人员发现，他们可以用病毒作为载体，将光敏通道基因插入单个神经元。它们还确保只有那些最近形成记忆的细胞才能产生光开关基因；形成记忆的细胞产生一种叫做c-fos的蛋白质，所以被修饰的基因只能出现在能产生c-fos蛋白质的细胞中。

2012年，susumu tonegawa的团队使用这种光遗传学技术显示了恐惧记忆的痕迹。一只老鼠被放在一个有独特墙壁图案和地板纹理的房间里。每当放一只老鼠进去，都会受到电的刺激。那么，只要放到这个房间里，就会产生经典的恐惧反应。研究人员还发现，海马体中的一组细胞会主动激活光开关基因，这表明这些细胞与记忆的形成有关。