Science：找回失去的記憶

　　來自MIT的研究人員發現用光激活腦細胞可以讓人找回喪失的記憶。通過一種稱為光遺傳學的技術，科學家們重新激活了那些被埋藏的記憶。相關結果發表在5月28日的Science雜志上。

　　這項研究由MIT生物系教授，理化研究中心主任Susumu Tonegawa領頭。他認為，研究結果回答了一個神經系統科學領域一直被人爭論的記憶缺失的問題。神經科學的研究人員多年來一直對由外傷、壓力或疾病（如阿爾茲海默癥）引起的逆行性健忘的本質原因爭論不休，到底是因為特定的腦細胞損傷引起記憶儲存被破壞，還是因為那部分記憶的通道阻塞而無法回想起來。

　　“大部分研究人員偏向于儲存理論，但我們文章的結果證明，大部分人的觀點是錯的”，Tonegawa說，“記憶缺失是記憶取回損傷的問題”。記憶研究者們認為，獲取記憶的過程是大腦神經網絡的某些位置的一群神經元被激活，形成物理或化學改變的過程。如果這群神經元隨后用特殊的光照或氣味觸發而被激活，整個記憶就會被喚起。這群神經元叫做“記憶印跡細胞”。

　　2012年Tonegawa研究小組利用光遺傳學方法，將蛋白質加入神經元使其能用光激活，第一次證明這群神經元細胞存在于腦部的海馬體。但是目前并沒有人證實這群神經元在“記憶鞏固”的過程中會發生化學變化。這一改變稱為長時程增強作用（LTP），包括因學習和經歷形成的突觸鞏固、神經元之間信號傳遞結構建立。

　　為了研究化學變化是否真的發生，研究人員首先鑒定了一群海馬體中的印跡細胞，當用光遺傳工具激活時能重現一段記憶。當他們記錄這群細胞活性時發現，他們相互連接的突觸被加強了，“我們第一次展示了這群位于海馬體區的細胞經歷了突觸增強過程”。

　　研究人員進一步探索沒有加固過程記憶會發生什么。在小鼠形成新的記憶后，給其注射一種叫做茴香霉素的化合物，它能抑制神經元細胞內的蛋白質合成，阻止突觸加固，一天之后用“情感觸發器”重新激活記憶，但沒有一點痕跡。“所以即使印跡細胞存在，沒有蛋白合成過程細胞突觸無法加固，記憶就會喪失”，Tonegawa說。

　　但令人吃驚的是，當研究人員用光遺傳工具重新激活蛋白合成-印跡細胞阻塞，小鼠呈現出記憶喚起的所有信號。“用茴香霉素處理過的動物用自然喚起觸發檢測記憶喚起，就表現出記憶缺失，無法誘導記憶喚起”，Tonegawa說，“但如果找到印跡細胞用光激活，就能重塑記憶，即使根本沒有LTP建立”。

　　Tonegawa小組進一步的研究發現，記憶并不是儲存在印跡細胞蛋白質合成而加強的突觸中，而是儲存于多群印跡細胞以及它們之間連接的回路中。“我們提出了一個新理論：每段記憶都由一個印跡細胞群參與形成一個回路。一個印跡細胞群回路包含多個大腦區域，而這些區域中的印跡細胞因一段特定記憶形成特定的相互連接。”

　　這項研究將基因存儲和記憶提取的機制分離開來，印跡突觸的加固對大腦提取特定記憶的能力十分關鍵，而印跡細胞之間的連接回路編碼并儲存了記憶信息本身。

　　據加利福尼亞大學學習記憶研究中心主任Alcino Silva所說，突觸強度的改變和一直被認為與學習和記憶有關。而這篇開創性的研究工作提示，突觸強度的改變可能并不以往所認為的對記憶至關重要，因為在特定條件下，干擾突觸強度變化仍能保留記憶。這些變化僅僅記憶提取必須的。