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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(2)

2018-01-16 09:27:53    澎湃新闻  参与评论()人

数月后,加州大学Alcino Silva做出了类似的实验,成功通过抑制CREB蛋白水平过高的神经元抑制住了小鼠的恐惧。这些CREB蛋白水平高的神经元比起周围细胞拥有更高的电兴奋度,这可能是一种准备好记录信息的状态。

不过,抑制记忆只讲了一半的故事,科学家们只有人为制造特定的记忆,才能说明他们真的找到了印迹。

2012年,麻省理工学院的Susumu Tonegawa团队将海马体中的神经元作了光敏标记处理。他们给予小鼠足部电击,相关的神经元应激产生大量光敏蛋白质,这样,研究者就能找到组成印迹的那些。研究者们再用激光激活这些神经元,就唤醒了小鼠的痛苦记忆。

Tonegawa团队还做了一个“移花接木”的后续实验,他们将小鼠放在“电击箱”中给予电击,同时激活“安全箱”的印迹神经元。当研究人员把小鼠放回到“安全箱”中,它们吓得一动不动。这说明,小鼠的恐惧记忆被成功地“偷换”了。

在这些实验中,科学家们成功地定位到了特定的神经元。不过,这些海马体和杏仁体中的细胞只是组成整体印迹的一小部分。声音-足部电击的恐惧性联想,涉及到视觉、嗅觉、听觉等无数感知系统,Silva猜测,有10到30个大脑部位参与其中。

勾勒轮廓

脑部成像技术的发展使科学家们得以勾勒记忆印迹的整体轮廓。功能性磁共振成像(fMRI)不能分辨单个神经元,但能显示跨越大脑不同部位的神经活动。fMRI传统上被用于寻找与特定任务关联最强的大脑区域,现在,神经科学家们用它分析人们回忆特定经历时的特征性迹象和全脑活动。宾夕法尼亚大学的神经科学家Michael Kahana说道:“这是认知神经科学最重大的革命之一。”

多体素图样分析(MVPA)则是这场革命的催化剂,也被称为大脑解码器。输入fMRI的图像数据后,算法就能自动学习与特定想法或经历相关的神经元特征。

范德比特大学的神经科学家Sean Polyn主导了一项极具启发意义的人类实验。志愿者们被要求观察名人、地点和日常物体的图片, fMRI全程收集脑部图像数据,输入计算机,识别与每种东西相关的脑补活动特征。

接着,志愿者们躺在成像仪中说出他们能够记起的所有东西,结果是,在他们说出那个名词前几秒,脑部就出现了相关的特征。这个实验首次直接证明了,当人类回想特定的记忆,大脑会再现相同的活动。

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