用光遺傳學(xué)修改小鼠的記憶

日期：2016-02-25 08:57:12

最近，英國(guó)牛津大學(xué)的一組研究人員，首次在哺乳動(dòng)物中引起了聯(lián)想記憶的外部解碼。研究人員在《Nature Neuroscience》雜志上發(fā)表的研究中，描述了他們是如何在測(cè)試小鼠中引起聯(lián)想記憶形成的，以及他們用來(lái)記錄它的技術(shù)，使記憶被刪除。

當(dāng)科學(xué)家們繼續(xù)研究大腦時(shí)，他們正在了解更多關(guān)于“存儲(chǔ)或消除記憶的方法”的信息，僅僅在兩年前，麻省理工學(xué)院（MIT）的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，他們可能導(dǎo)致小鼠大腦中形成記憶，從而強(qiáng)迫它記住從未發(fā)生過(guò)的事情。在這項(xiàng)新的研究中，研究人員已經(jīng)找到了一種方法，使小鼠停止將某個(gè)房間與一段愉快經(jīng)歷——記錄聯(lián)想記憶的一種方式——聯(lián)系起來(lái)。

這些實(shí)驗(yàn)包括，首先通過(guò)在一個(gè)房間里放置少量的可卡因，使測(cè)試小鼠產(chǎn)生聯(lián)想記憶。在很短時(shí)間后，相比較另一個(gè)房間——那里只提供鹽水溶液，小鼠更喜歡放置少量可卡因的房間。接下來(lái)，研究人員確定了小鼠海馬區(qū)中與愉悅記憶相關(guān)的位置細(xì)胞（place cell）。這使得他們能夠?qū)π∈筮M(jìn)行基因改造，使這些細(xì)胞成為光敏感的細(xì)胞。該小組將光纖電纜插入腦區(qū)，并將其打開(kāi)，同時(shí)，再一次允許小鼠進(jìn)入曾經(jīng)放置可卡因的房間，他們發(fā)現(xiàn)小鼠不再喜歡有生理鹽水的房間——聯(lián)想記憶已經(jīng)消失了。研究小組還發(fā)現(xiàn)，其他無(wú)關(guān)的放置細(xì)胞變得活躍，這會(huì)導(dǎo)致小鼠在不知不覺(jué)中創(chuàng)建一副新的認(rèn)知圖，與曾經(jīng)有愉快記憶的房間沒(méi)有關(guān)聯(lián)。

該研究小組稱，他們這是首次使用外部技術(shù)重新編碼哺乳動(dòng)物的記憶。他們指出，這也印證了什么是所謂的記憶痕跡理論，這種理論認(rèn)為，記憶被生物物理地儲(chǔ)存，由于腦區(qū)內(nèi)的生化改變而出現(xiàn)。

光遺傳學(xué)使得人們能夠通過(guò)光線來(lái)操控神經(jīng)元，這一技術(shù)入選了The Scientist評(píng)選的2015年重大技術(shù)進(jìn)展。科學(xué)家們通過(guò)結(jié)合光遺傳學(xué)控制神經(jīng)元與光遺傳學(xué)讀出它們的活動(dòng)，正在繼續(xù)改進(jìn)這一技術(shù)。也相繼有研究利用光遺傳學(xué)這一技術(shù)，來(lái)操控記憶。

光遺傳學(xué)重大突破，操縱記憶不再是幻想

《記憶裂痕Paycheck》的主人公在完成一個(gè)秘密項(xiàng)目之后接受了記憶刪除，結(jié)果他的整個(gè)生活都陷入了危機(jī)。現(xiàn)在，科學(xué)家們不僅能夠抹去一段記憶，還可以重新激活它，操縱記憶已經(jīng)不再是科幻片中的狂想。

光遺傳學(xué)重要成果：讓壞記憶變美好

來(lái)自麻省理工學(xué)院的一項(xiàng)新研究揭示了控制記憶與正面或負(fù)面情感關(guān)聯(lián)的大腦回路。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)采用光遺傳學(xué)（optogenetics）——一種利用光線來(lái)控制神經(jīng)活動(dòng)的技術(shù)，可以倒轉(zhuǎn)特殊記憶的情感聯(lián)系。

用光操縱記憶？

加州大學(xué)戴維斯分校神經(jīng)科學(xué)中心和心理學(xué)系的研究人員，利用光消除了小鼠腦中的特定記憶，并證明了一個(gè)關(guān)于“大腦不同部分如何共同工作來(lái)檢索情景記憶”的基本理論。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Neuron》雜志。

利用光即可抹去痛苦記憶

由美國(guó)斯坦福大學(xué)的卡爾•迪瑟洛斯（Karl Diesseroth）首次倡導(dǎo)的光遺傳學(xué)（optogenetics）是一項(xiàng)利用光操控和研究神經(jīng)細(xì)胞的新技術(shù)。光遺傳學(xué)技術(shù)自問(wèn)世后迅速成為研究大腦功能的標(biāo)準(zhǔn)方法。

光遺傳學(xué)開(kāi)創(chuàng)性成果：找回“丟失”的記憶

利用光來(lái)激活一些腦細(xì)胞可以喚回因遺忘而“丟失”的記憶。在發(fā)表于2015年5月29日《科學(xué)》（Science）雜志上的一篇論文中，來(lái)自麻省理工學(xué)院的研究人員透露利用一種稱作為光遺傳學(xué)（optogenetics）的技術(shù)，他們能夠重新激活以其他方式無(wú)法恢復(fù)的記憶。

光遺傳學(xué)突破：用光提高記憶力

隨著一個(gè)新的植物-人混合蛋白分子（稱為OptoSTIM1）的產(chǎn)生，迅速發(fā)展的光遺傳學(xué)領(lǐng)域又獲得了一個(gè)突破性的進(jìn)展。來(lái)自韓國(guó)先進(jìn)科技學(xué)院（KAIST）、韓國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)院（IBS）認(rèn)知和社會(huì)性中心的一個(gè)研究小組，將相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2015年九月十四日的《Nature Biotechnology》。