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新手已上路木蟲 (職業(yè)作家)
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用光照恢復(fù)失憶小鼠記憶
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逆行性失憶是指無法喚起已經(jīng)建立起來的記憶。 在人中，失憶與人遭受的腦部創(chuàng)傷、阿爾茨海默氏癥以及其它一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān)。失憶時“丟失”的記憶是徹底的被抹掉了，還是僅僅是無法提取出這些記憶，這個問題目前仍然沒有定論。 日前，RIKEN-MIT（日本理化學(xué)研究所-麻省理工學(xué)院）神經(jīng)環(huán)路遺傳學(xué)中心的科學(xué)家在《科學(xué)》（Science）雜志上發(fā)表了一項研究成果，這項研究發(fā)現(xiàn)“丟失”的舊的記憶痕跡仍然保留在失憶的大腦里，并且通過激活與這些記憶相關(guān)的細(xì)胞信號通路，能夠“找回”這些“丟失”的記憶。這項研究成果對記憶的本質(zhì)提出了一些新的見解。 領(lǐng)導(dǎo)這項研究的是RIKEN腦科學(xué)研究所（該研究所位于日本扎晃）的所長利 根川進(jìn)，他的研究興趣是穩(wěn)定的記憶在大腦中是如何形成的，以及在用化學(xué)方法誘導(dǎo)逆行性失憶來破壞記憶的存儲后，這些“丟失”的記憶是否還能夠被“找回”。 “失憶的原因是記憶的存儲遭到了破壞，還是提取記憶的過程遭到了破壞，幾十年來，腦科學(xué)的研究者在這個問題上一直分為兩派”，利根川進(jìn)介紹說。 為了讓小鼠失憶，科學(xué)家首先在一個特定的環(huán)境下（Ａ籠子）訓(xùn)練這些小鼠，對它們的腳進(jìn)行輕微的電擊，使小鼠把這種電擊與這個特定的環(huán)境（Ａ籠子）聯(lián)系起來。最后這些小鼠一旦處于這個環(huán)境之下就會表現(xiàn)出電擊所誘發(fā)的恐懼反應(yīng)（freezing behavior），哪怕在籠子里已經(jīng)不再遭到電擊也是如此�？茖W(xué)家還把小鼠記憶形成過程中活躍的神經(jīng)元進(jìn)行了遺傳學(xué)標(biāo)記，以便他們能夠觀察并再次激活這些神經(jīng)元。接下來科學(xué)家給一部分小鼠注射了一種叫做茴香霉素的化學(xué)物質(zhì)，這種藥物能夠阻斷細(xì)胞中新蛋白質(zhì)的合成過程，使神經(jīng)元突觸聯(lián)系的強度無法出現(xiàn)增強。由于這種突觸強度的增強在記憶的編碼過程中非常重要，因此這些小鼠出現(xiàn)了逆行性失憶。其它的小鼠則被注射了生理鹽水，作為實驗的對照組。正如科學(xué)家預(yù)測的那樣，當(dāng)被放回到A籠子后，失憶的小鼠不再表現(xiàn)出恐懼反應(yīng)，這說明這些小鼠無法喚起A籠子和輕微電擊間存在聯(lián)系這一記憶。 接下來，科學(xué)家對這些失憶小鼠做了進(jìn)一步的研究，希望搞清楚在A籠子中進(jìn)行足部電擊訓(xùn)練產(chǎn)生并儲存下來的記憶發(fā)生如下哪種情況了什么：是被徹底的抹掉了，還是仍然保存在失憶小鼠的大腦里，只是這些小鼠無法提取出這些記憶。使用一種對藍(lán)光敏感的蛋白質(zhì)（channelrhodopsin），科學(xué)家利用光遺傳學(xué)技術(shù)選擇性的激活了上述標(biāo)記過的神經(jīng)元，不過激活時小鼠被關(guān)在一個新的、中性的環(huán)境中（B籠子）。讓人吃驚的是，在用藍(lán)光激活這些與足部電擊記憶相關(guān)的神經(jīng)元（“記憶痕跡”）時，與對照組的小鼠一樣，失憶的小鼠也表現(xiàn)出了恐懼反應(yīng)。這說明雖然這些小鼠在A籠子里時無法喚起這些記憶，但它們“記得”此前形成過這些記憶。 即使誘導(dǎo)小鼠發(fā)生了逆行性失憶，通過光刺激記憶 痕跡仍然能重新“找回”這些“丟失”的記憶，如何解釋這一現(xiàn)象呢？這些科學(xué)家認(rèn)為記憶的編碼和提取是由不同的過程控制的。比如說，在訓(xùn)練的過程中，大腦相 鄰區(qū)域中特定的記憶痕跡間的聯(lián)系會出現(xiàn)增強，當(dāng)這種增強發(fā)生后，無需增強突觸間的聯(lián)系，就能完成對這些與環(huán)境相關(guān)聯(lián)的恐懼記憶的存儲，即使小鼠處于失憶的 狀態(tài)下，這些記憶仍然能夠存儲在大腦里（但這些記憶無法被提取出來）。正如科學(xué)家預(yù)測的那樣，他們發(fā)現(xiàn)雖然突觸的強度保持穩(wěn)定，失憶小鼠大腦中負(fù)責(zé)存儲恐 懼記憶的杏仁核和負(fù)責(zé)存儲環(huán)境記憶的海馬區(qū)之間的聯(lián)系性出現(xiàn)了增強。 “我們的研究得出的結(jié)論是”，利根川進(jìn)介紹說，“在逆行性失憶時，過去的記憶可能并沒有被抹掉，而只是‘丟失’了，無法被提取出來。這些發(fā)現(xiàn)讓我們對記憶多了些許理解，并且激勵我們對記憶及其臨床恢復(fù)的生物學(xué)進(jìn)行進(jìn)一步的研究。” |
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