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看到记忆的印迹:神经科学家们如何定位、唤醒甚至偷换记忆

2018-01-16 09:27:53    澎湃新闻  参与评论()人

有意思的是,尽管不同观众回忆这个场景会讲述不一样的故事,但他们的脑部活动基本相同。

美国约翰霍普金斯大学的认知神经科学家Janice Chen最近在做的一项研究,就是让志愿者们观看《神探夏洛克》第一集,然后复述情节,同时扫描他们的脑部图像特征。

记忆是个古老的谜题。记忆储存在哪里?为何被唤起?为何会出现偏差?借助新兴的脑部成像技术,神经科学家们得以“看到”与特定记忆相关的特定神经细胞,了解记忆形成和唤起的规律,并成功地重新激活记忆通路。

“我们正处于黄金时代”,Josselyn说道,“我们有了解答古老问题的技术。”

也许终有一日,我们可以知道年迈时为何会记忆力衰退,目击证人的记忆为何会出现偏差,从而改进记忆和学习的策略。

最新一期《自然》杂志发表的一篇综述性文章,详细介绍了近年来通过脑部成像研究记忆取得的进展。

寻找“印迹”

“印迹”是理论上储存单个记忆的路径。美国心理学家Karl Lashley是记忆“印迹”最早的追踪者之一。从1916年起,他训练大鼠穿越简单的迷宫,然后破坏大脑皮层的不同位置,把大鼠再次放到迷宫中。不过,这些破坏似乎都没有让大鼠忘记如何走出迷宫。年复一年,大鼠的迷宫“印迹”依然无法定位。

记忆印迹十分分散,并不集中在大脑的某个特定区域,而且不同的记忆涉及不同大脑区域的拼接。除了大脑皮层外,海马体也是很重要的部分,而Lashley完全遗漏了这一块。

现代神经科学家认为,特定的经历会激活一组特定的细胞,改变他们的基因表达,建立全新的联系,改变现有细胞联系的强度——记忆由此完成存储。而当这些细胞再次激活,重演与过去经历相联系的细胞活动,回忆就产生了。

以上是记忆理论上的基本框架和原则。不过,要验证特定的神经元如何存储和读取特定的信息,难度很大。近几年神经科学家们掌握了标记、激活和沉默特定动物神经元的新兴技术,才能定位组成单个记忆的神经元。

多伦多儿童医院的Sheena Josselyn带动了一波寻找小鼠印迹神经元的研究。2009年,Josselyn团队提高了小鼠杏仁体内特定细胞的CREB蛋白水平。CREB是一种与记忆相关的关键蛋白,而杏仁体参与处理恐惧这种情感。他们发现,这些神经元极易在小鼠习得、回忆一种在声音与足部电击间建立的恐惧性联想时激活。研究者们推理,如果这些CREB蛋白水平激增的神经元是恐惧印迹的一部分,那么消除它们就能消除恐惧记忆。果然,Josselyn团队用毒素杀死了CREB蛋白水平提高的神经元,小鼠在听到声音时再也不恐惧了。

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