Nature:操控记忆将成现实【视频】

2014-08-29 20:28 来源:丁香园 作者:医者仁心1993
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看过《黑衣人》系列的人应该知道,威尔·史密斯和汤米·李·琼斯外出执行任务时,总会带着记忆消除器,当普通民众看到外星人事件时,他们便会掏出记忆消除器,接着闪出一种特定的光,这些目击者的相关记忆便被清除了。

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看到这儿,不禁会想,这玩意儿会真实存在?当然有可能!不过不是用来掩饰真相的,而是为了治疗例如帕金森病、PTSD、进食障碍、成瘾、抑郁症等疾病。

还有,如果你追过美剧《神盾局特工》,你会很清楚第一季第11集主角菲尔·科尔森复活这一幕,因为这一幕也为整个第一季最大看点之一,因为在《复仇者联盟》中,科尔森已被洛基的权杖结束生命,但在《神盾局特工》中,科尔森复活,但其复活一直成谜,第一季也是围绕科尔森复活而展开的。

 回到正题,在11集中,神盾局动用最顶级的医疗团队来挽救科尔森,在手术室里,科尔森躺在冰冷的手术台上,声嘶力竭的重复那句话:Let me die!

这一情境无疑印证了那四个字:生不如死,这一经历给科尔森造成了巨大的创伤,于是神盾局删除了科尔森这段创伤性经历,取而代之的为他在大溪地度假这一愉悦的记忆。

 对于修改记忆,将创伤性事件的体验变为愉悦的体验,这能成为现实吗?请跟随最专业最权威最全面的丁香园精神频道来解读Nature上的一篇文章,读完之后,也许你会不由自主的说出这个单词:Amazing!

 以前的一些研究结果表明,现在可以消除小鼠的负性情绪相关的记忆,在2013年7月26日《Science》的一篇文章首次报道,这篇文章由1987年诺贝尔生理学或医学奖获得者Susumu Tonegawa的团队发表,发现使用光遗传学技术操控小鼠海马区中一些特定的神经元,就可以对小鼠形成一种虚假的足底电击恐惧的记忆,这也就是说,不久的将来,记忆是可以植入或修改的。

同样是Susumu Tonegawa的团队,在今年又带来了惊喜的结果,这项研究结果发表于2014年8月27日的《Nature》杂志上,研究发现通过操控记忆相关的大脑回路,可将创伤性经历的痛苦和恐惧的情感取而代之为愉悦的感受。

 在此之前,我们需要简单的了解一下光遗传学技术是如何进行的。

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 大脑就像由许许多多个电子元件构成的一个复杂的电路,每一个神经细胞都像是一个电子元件,所以又被称为“神经元”。目前认为,大脑中大约有1000亿个神经细胞,每个神经细胞可以与其它神经细胞产生大约1000个联系,从而构成了极其复杂的神经网络。

 神经细胞的细胞膜上有许多种蛋白质,有的蛋白质可以控制钠、钾等离子在细胞内外的浓度,被称为“离子通道”;还有的可以接受其它神经细胞释放的神经递质信号,被称为“神经递质受体”。它们调控神经细胞的兴奋或抑制,就像电路的开关。

 还有一个问题是,如何才能让蛋白携带感光基因呢?

 早在上个世纪,微生物科学家就已经发现某些藻类中存在“微生物视蛋白”。这些蛋白就像光控开关一样,能够被特异波长的光(最常见如可见光蓝光、黄光)激活或抑制,使细胞膜离子通道活性发生改变,从而细胞活性亦发生变化。

 科学家将编码相应视蛋白的基因从藻类DNA中分离,并给它加上一个特异启动子(可以理解为开关),然后载入相应的病毒内;再通过脑内定位注射技术将病毒注射入实验动物脑内特定部位、连上光纤,至此,大功告成,光控开关安装完毕!

 通过对神经细胞的“修饰”,科学家们已经可以自由地控制这些神经细胞的“开”或者“关”。由于用来修饰神经细胞的蛋白质是一种光感蛋白,所以这项新的技术被称为“光遗传学”。

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 图2:光遗传学实施的步骤。

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 图3:携带着光纤的老鼠。

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 图4:光遗传学套件。

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 图5—7:光控蛋白通过开放或关闭通道来达到激活或失活的目的。

 对于简单了解光遗传学之后,想必大家对光遗传学有了一个简单的认识,OK,开始介绍这篇研究结果,可以简单分为三个部分。

 1 追踪脑内组成愉悦的体验和恐惧体验记忆的神经元,并使用光遗传学对这些神经元进行修饰。

 首先将小鼠处理,使其产生愉悦体验或恐惧体验,并追踪产生这些体验与之相关的神经元,并进行了标记和重新修饰。其中,愉悦体验为让雄鼠与雌鼠交往;恐惧的体验为轻微的电击。

 2 在其愉悦的环境唤起恐惧体验,在其恐惧的环境唤起愉悦的体验,验证光控通道是否修饰成功。

 将不同体验的神经元修饰之后,为了验证是否修饰成功,将小鼠分置于大的矩形台上,并记录它们分别喜欢呆在哪儿和不喜欢呆在哪儿。

 对于小鼠喜欢呆在的地方,无论何时,只要它呆在自己喜欢呆的地方,便使用光遗传学技术激活先前标记的恐惧体验相关的神经元,于是,小鼠开始不再呆在自己以前喜欢的地方。

 对于愉悦体验也是如此,当它们处于自己不喜欢的地方的时,使用光刺激来激活愉悦体验相关的神经元,这些小鼠便乐于长时间呆在自己以往不喜欢呆的地方。

 3 将恐惧体验转变为愉悦的体验。

 对于雄鼠与雌鼠交往这一实验处理,这一体验会让小鼠产生愉悦的情感,但进行这一处理时,激活了恐惧相关的神经元之后,变为了恐惧体验;同理,之前的轻微的电击可被逆转为愉悦的体验。

 这就说明,通过这一技术,可以之前的创伤性的经历可与愉悦的情感建立起联系,而不是与创伤或恐惧体验相联系。

 这项技术正如照亮未来的一缕曙光,We’ll see!

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编辑: 林靖宇

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