來自MIT的研究人員發(fā)現(xiàn)用光激活腦細(xì)胞可以讓人找回喪失的記憶。通過一種稱為光遺傳學(xué)的技術(shù)，科學(xué)家們重新激活了那些被埋藏的記憶。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在5月28日的Science雜志上。

    這項(xiàng)研究由MIT生物系教授，理化研究中心主任Susumu Tonegawa領(lǐng)頭。他認(rèn)為，研究結(jié)果回答了一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域一直被人爭(zhēng)論的記憶缺失的問題。神經(jīng)科學(xué)的研究人員多年來一直對(duì)由外傷、壓力或疾病（如阿爾茲海默癥）引起的逆行性健忘的本質(zhì)原因爭(zhēng)論不休，到底是因?yàn)樘囟ǖ哪X細(xì)胞損傷引起記憶儲(chǔ)存被破壞，還是因?yàn)槟遣糠钟洃浀耐ǖ雷枞鵁o法回想起來。

    “大部分研究人員偏向于儲(chǔ)存理論，但我們文章的結(jié)果證明，大部分人的觀點(diǎn)是錯(cuò)的”,Tonegawa說，“記憶缺失是記憶取回?fù)p傷的問題”.記憶研究者們認(rèn)為，獲取記憶的過程是大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的某些位置的一群神經(jīng)元被激活，形成物理或化學(xué)改變的過程。如果這群神經(jīng)元隨后用特殊的光照或氣味觸發(fā)而被激活，整個(gè)記憶就會(huì)被喚起。這群神經(jīng)元叫做“記憶印跡細(xì)胞”.

    2012年Tonegawa研究小組利用光遺傳學(xué)方法，將蛋白質(zhì)加入神經(jīng)元使其能用光激活，第一次證明這群神經(jīng)元細(xì)胞存在于腦部的海馬體。但是目前并沒有人證實(shí)這群神經(jīng)元在“記憶鞏固”的過程中會(huì)發(fā)生化學(xué)變化。這一改變稱為長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)作用（LTP），包括因?qū)W習(xí)和經(jīng)歷形成的突觸鞏固、神經(jīng)元之間信號(hào)傳遞結(jié)構(gòu)建立。

    為了研究化學(xué)變化是否真的發(fā)生，研究人員首先鑒定了一群海馬體中的印跡細(xì)胞，當(dāng)用光遺傳工具激活時(shí)能重現(xiàn)一段記憶。當(dāng)他們記錄這群細(xì)胞活性時(shí)發(fā)現(xiàn)，他們相互連接的突觸被加強(qiáng)了，“我們第一次展示了這群位于海馬體區(qū)的細(xì)胞經(jīng)歷了突觸增強(qiáng)過程”.

    研究人員進(jìn)一步探索沒有加固過程記憶會(huì)發(fā)生什么。在小鼠形成新的記憶后，給其注射一種叫做茴香霉素的化合物，它能抑制神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)合成，阻止突觸加固，一天之后用“情感觸發(fā)器”重新激活記憶，但沒有一點(diǎn)痕跡。“所以即使印跡細(xì)胞存在，沒有蛋白合成過程細(xì)胞突觸無法加固，記憶就會(huì)喪失”,Tonegawa說。

    但令人吃驚的是，當(dāng)研究人員用光遺傳工具重新激活蛋白合成-印跡細(xì)胞阻塞，小鼠呈現(xiàn)出記憶喚起的所有信號(hào)。“用茴香霉素處理過的動(dòng)物用自然喚起觸發(fā)檢測(cè)記憶喚起，就表現(xiàn)出記憶缺失，無法誘導(dǎo)記憶喚起”,Tonegawa說，“但如果找到印跡細(xì)胞用光激活，就能重塑記憶，即使根本沒有LTP建立”.

    Tonegawa小組進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，記憶并不是儲(chǔ)存在印跡細(xì)胞蛋白質(zhì)合成而加強(qiáng)的突觸中，而是儲(chǔ)存于多群印跡細(xì)胞以及它們之間連接的回路中。“我們提出了一個(gè)新理論：每段記憶都由一個(gè)印跡細(xì)胞群參與形成一個(gè)回路。一個(gè)印跡細(xì)胞群回路包含多個(gè)大腦區(qū)域，而這些區(qū)域中的印跡細(xì)胞因一段特定記憶形成特定的相互連接。”

    這項(xiàng)研究將基因存儲(chǔ)和記憶提取的機(jī)制分離開來，印跡突觸的加固對(duì)大腦提取特定記憶的能力十分關(guān)鍵，而印跡細(xì)胞之間的連接回路編碼并儲(chǔ)存了記憶信息本身。

    據(jù)加利福尼亞大學(xué)學(xué)習(xí)記憶研究中心主任Alcino Silva所說，突觸強(qiáng)度的改變和一直被認(rèn)為與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)。而這篇開創(chuàng)性的研究工作提示，突觸強(qiáng)度的改變可能并不以往所認(rèn)為的對(duì)記憶至關(guān)重要，因?yàn)樵谔囟l件下，干擾突觸強(qiáng)度變化仍能保留記憶。這些變化僅僅記憶提取必須的。