美科學家實現生物間「記憶移植」，獲取記憶真的可以走捷徑！

來自專欄 DeepTech深科技

對於一個人來說，不經歷，就不可能記憶。但獲取記憶真的沒有捷徑嗎？答案是否定的！

5 月 14 日，來自美國加州大學洛杉磯分校的 David Glanzman 團隊在神經系統科學學會的在線期刊 eNeuro 上在線發表了名為《RNA from Trained Aplysia Can Induce an Epigenetic Engram for Long-Term Sensitization in Untrained Aplysia》的顛覆性文章。

文章鏈接：http://www.eneuro.org/content/early/2018/05/14/ENEURO.0038-18.2018

他們以海兔（Aplysia）作為研究對象，通過向其注射來自其它受訓海兔神經系統的 RNA，驚訝地發現被注射的海兔表現出與受訓海兔相似的「記憶」行為。這證明通過 RNA 注射，記憶被「移植」了！

這一研究結果，足以對目前的主流觀點造成巨大的衝擊，主流觀點認為記憶是通過神經元間突觸的強度變化而存儲的。可以預見，這一激進的研究成果，必將引發神經科學領域新一輪的爭論。

「這的確充滿爭議，」但如果這種記憶移植能被證明是適用於所有生物，那麼該成果的應用也同樣讓人興奮。「我相信，在不久的將來，我們有可能通過使用 RNA 來改善阿爾茨海默病或創傷後應激障礙的癥狀，」該研究的領導，來自加州大學洛杉磯分校的神經生物學教授 David Glanzman 說到，這項研究很有可能將引領記憶類疾病診療的新方向。

對記憶的探索

從呱呱墜地的那一刻起，一個人就開啟了生命的探險之路。我們本來如白紙一樣的人生被絢麗的色彩、流暢的線條所反覆渲染，不同的生活經歷共同組成了一張生命圖景。

此時，記憶就如一盤磁帶，喜悅、痛苦、悲傷、快樂，每一份經歷都被記錄其中，或是經驗，或是教訓，都成為我們受用一生、不可或缺的財富。當我們年老回憶起往事時，總是會嘴角微笑，眼角泛起淚花！

可以說，是記憶組成了一個人的自我，但從古至今卻沒有人能夠說清楚記憶從何而來。

幾十年來，成千上萬的研究者走上了探索記憶之路，求證記憶形成的時間、地點和方式。毫無疑問，記憶來自於大腦，但又是以何種形式「刻畫」和儲存在大腦中呢？

上世紀 40 年代，加拿大心理學家 Donald Hebb 提出，記憶是由神經元之間的聯繫——突觸產生，並且隨著這些聯繫變得更強和更豐富而得以存儲，隨後這一觀點成為記憶研究方面的主流思想。

圖丨Donald Hebb

20 年後，來自密歇根大學的 James V. McConnell 教授第一次對這種觀點發起了挑戰，他試圖通過扁蟲實驗來證明「記憶 RNA」的存在。McConnell 訓練了扁蟲，然後將受訓的扁蟲餵給未受訓的同類扁蟲食用。之後，未受訓的蟲子似乎繼承了被它們吃掉的同類的行為，因此 McConnell 認為，記憶通過某種形式轉移了。

但探索還遠沒有停止，RNA 對於記憶的作用則由 McConnell 的學生 Al Jacobson 完成，Jacobson 通過注射 RNA 發現記憶可以在扁蟲之間傳遞，但由於其他實驗室無法重複這一結果，這項研究一直飽受爭議。

而作為曾經的「突觸產生記憶」的堅定的支持者，Glanzman 一度站在了 McConnell 和 Jacobson 的對立面，他也曾堅定的支持突觸在記憶形成中的關鍵作用，但直到 Glanzman 開始了使用海兔重複此前的記憶擦除的研究之後，他才發現自己似乎站錯隊了。

海兔的「人造記憶」

海兔是一類生活在珊瑚礁上的甲殼類軟體動物，長度約為 20 厘米。相比於人類大腦中擁有的 1000 億個神經細胞，海兔只有 2 萬個。但由於它的神經元比脊椎動物等高等生物的神經元大 10-15 倍，且神經網路相對較小，便於觀察檢測，因而常被用作認知腦和認知行為的模式生物。

從在 Eric Kandel（被認為是現代神經系統科學最有影響力的人物之一，2000 年，因神經系統學領域的貢獻與保羅·格林加德共同獲得諾貝爾生理學與醫學獎。）實驗室做博士後開始，Glanzman 就堅信記憶存儲的關鍵是突觸的變化，但隨著近年來的實驗結果，他的觀點開始動搖。

2014 年，他的實驗室發現，經一系列實驗過程後，海兔丟失的電擊記憶可以被恢復，但是隨記憶消失的突觸連接模式在記憶恢復時卻是隨機組合的，「突觸連接被剔除但卻沒有影響記憶，這說明記憶並不是存儲在突觸中，而是其它地方，」Glanzman 說到。

除此之外，Glanzman 團隊及其他研究者還發現，即使突觸的形成或加強並不受干擾，長期記憶的形成也可以通過終止表觀遺傳變化而阻斷。

種種結果促使 Glanzman 將注意力轉向 RNA，他們選取海兔作為研究對象，對其尾巴進行輕微的電擊，這種電擊會使海兔出現一種防禦性收縮的行為。隨後實驗人員輕輕敲打海兔，受過電擊的海兔表現出約 50 秒的防禦性收縮，而沒受過電擊的海兔收縮時間僅為 1 秒。

隨後研究人員分別提取了兩組海兔神經系統的 RNA，分別注射入未受過電擊的海兔。有意思的是，儘管自身並未接受過電擊訓練，注射了來自電擊海兔 RNA 的實驗組，表現出了相似的防禦性行為，持續收縮的時間高達 40 秒，相比之下，對照組並沒有表現出長時間的收縮。

這說明通過 RNA 注射，記憶被「移植」了！記憶存儲的關鍵並不是突觸! 實驗的結果進一步肯定了 Glanzman 的懷疑，「如果記憶真的是存儲在突觸中，那麼我們的實驗壓根就不可能成功！」

研究人員同時發現，抑制 DNA 甲基化（DNA methylation）似乎會減弱這種記憶獲得，當其中一組注射了甲基化抑製劑，這些注射過電擊海兔 RNA 的實驗組收縮時間縮短為僅僅幾秒鐘，這意味著記憶的形成很可能受到 RNA 誘導的表觀遺傳變化的影響。

圖丨實驗原理圖

隨後研究人員進行了進一步的探究，他們將未經過電擊的海兔神經細胞進行體外培養，並分別向其中添加來自於電擊/未電擊海兔的 RNA。一般來說，電擊會讓海兔的神經元興奮，結果與之前猜測的一致，來自於被電擊海兔的 RNA 可以增加感覺神經元的興奮度，但運動神經元並不受影響，而未受電擊海兔的 RNA 並不會刺激感覺神經元興奮。

但對於如此令人興奮的結果，有的神經生物學家並不買賬，「很顯然仍舊需要更進一步的工作來填充這個觀念，並解釋潛在的機制，」來自應該卡迪夫大學（Cardiff University）的 Seralynne Vann 教授說到，「儘管海兔是研究基礎神經學的理想模式生物，但與人類複雜的記憶過程相比，研究結果必須更加審慎的對待。」

未來 Glanzman 將進一步探究可以轉移記憶的 RNA 種類，希望有一天，RNA 移植可以成為對抗記憶消失的利器，而這一天，也將是人類重新認識、定義自己的一天。