如何用光控制大腦的記憶呢?

電影《天使愛美麗》中長大成人的男孩打開已經生鏽的小時候的鐵盒,引發了年少的回憶。而現實中,我們也大概都有過類似的經歷,看似微不足道的氣味、歌曲,或老照片,卻能觸發我們的記憶。現在神經學家正研究一個有趣的問題:神經元能否觸發完整的記憶?

如何用光控制大腦的記憶呢

3月22日美國麻省理工學院研究人員在《自然》上發表的一項新研究顯示,或許可以利用一項被稱為「光遺傳學」的技術,來用光束控制經遺傳改造神經元,以光刺激少量神經元,從而激活記憶。

實驗中,研究人員確定了小鼠在形成新記憶時的活躍神經元,並在腦部海馬組織(負責學習和記憶,尤其是區分不同的地點和位置)的神經元中插入編碼光敏蛋白的基因代碼,使得能夠利用光來控制神經元。之後科學家將小鼠放於特定環境中,予以輕微的足部電擊,小鼠會表現出僵住,這是小鼠受到驚嚇時表現。這使小鼠將該特定環境與電擊聯繫起來。

如何用光控制大腦的記憶呢

隨後,研究人員用光影響海馬組織,激活參與記憶的神經元中的蛋白質,小鼠明顯表現出突然僵住的樣子。這似乎意味著刺激神經元觸發了整個記憶。

在此之後,研究者對具有相同的光敏感蛋白但未曾電擊的小鼠以及沒有光敏感蛋白的小鼠都進行了測試,或者在不同的環境(與曾發生電擊的地點無關)中對小鼠進行測試,都未出現僵住的反應。這更有力的證實了光脈衝的確能夠激活有關恐懼的舊記憶。

如何用光控制大腦的記憶呢

美國斯坦福大學的研究小組在2004年發明了具有速度和精度優勢的光遺傳學技術手段。在過去幾年裡,光遺傳學幫助了我們從神經系統基礎理解類似抑鬱症、帕金森症、焦慮和精神分裂症等腦部疾病。現在,這項研究表明也許可通過刺激少數神經元來激活舊有記憶,這使得我們能更好地理解複雜的記憶最初是如何形成的。

儘管該技術離臨床運用仍然很遠,但研究人員正在積極探索。也許有一天,光遺傳學能用光增強我們的記憶。



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