光基因?qū)W技術(shù)幫助失憶小鼠恢復(fù)記憶
- 發(fā)布時間:2015-05-30 02:31:01 來源:科技日報 責(zé)任編輯:羅伯特
科技日報北京5月29日電 (記者常麗君)用光激活腦細胞,可以找回“丟失”的記憶。最近,美國麻省理工大學(xué)(MIT)研究人員在《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱,他們利用光基因?qū)W工具,讓因缺少記憶鞏固過程而遺失記憶的小鼠重新恢復(fù)了記憶。
多年來,神經(jīng)科學(xué)家一直在爭論退行性失憶的原因,是記憶無法被存儲?還是回憶的路徑被阻礙導(dǎo)致無法回想起來?指導(dǎo)該研究的MIT生物系教授利根川進說:“大部分研究人員傾向于存儲理論,但我們的研究顯示,這種主流理論可能是錯的。失憶是回想損壞的問題。”
腦中某個位置有專門的神經(jīng)元群,在回憶時被激活產(chǎn)生理化改變,若以后重新激活了這些神經(jīng)元群,整個記憶就被回想起來,這些神經(jīng)元稱為“記憶印記細胞”。利根小組在2012年第一次證明了印記神經(jīng)元確實存在于大腦的海馬體中。當(dāng)用光基因?qū)W工具(把某種蛋白質(zhì)加入到神經(jīng)元中,使其能被光照激活)激活它們時,就能表達記憶。
在記憶鞏固過程中,有一種變化叫做“長時程增強”(LTP),涉及神經(jīng)元突觸增強,讓神經(jīng)元群體之間能互相發(fā)送信號。在新實驗中,研究人員去掉了記憶鞏固過程。他們在小鼠形成一段新記憶之后,立即給它們使用茴香霉素(能阻礙神經(jīng)元內(nèi)蛋白質(zhì)合成),以此抑制突觸增強。一天以后,他們用一種情緒觸發(fā)劑來激活小鼠記憶時,發(fā)現(xiàn)它們無法回憶。利根說:“即使印記細胞仍在那里,沒有蛋白質(zhì)合成,那些突觸不會增強,記憶就喪失了?!?/p>
但令人吃驚的是,當(dāng)他們用光基因?qū)W工具重新激活了印記細胞被抑制的蛋白質(zhì)合成時,小鼠表現(xiàn)出了完全恢復(fù)記憶的樣子?!敖o動物使用茴香霉素,再用天然回憶觸發(fā)劑來檢測,它就是失憶的?!崩f,“如果你直接用光激活印記細胞,就能恢復(fù)記憶,即使沒有LTP過程。”
進一步研究還顯示,印記細胞中的蛋白質(zhì)合成使得突觸增強,但記憶的存儲并不在此過程中,而在印記細胞群和它們連接成的神經(jīng)回路中。利根說:“我們提出了一種新設(shè)想,每一段記憶都有一個印記細胞路徑或回路,這一回路包括多個腦區(qū),印記細胞在這些腦區(qū)中起著總體自由組合的作用,對特定記憶形成特定連接?!?/p>
研究人員還把記憶的存儲機制和回憶機制區(qū)分開來,論文第一作者托馬斯·瑞安說:“印記細胞突觸的增強是大腦能回想起特定記憶的關(guān)鍵,而印記細胞之間的連接路徑允許對記憶形成本身進行編碼和存儲?!?/p>
總編輯圈點
一般來說,記憶的內(nèi)容會隨著時間的推移逐漸減少,而隨著年齡的增長,尤其是步入老年,人們的記憶力會慢慢退化,嚴重者甚至過目即忘。這本是不可抗拒的自然過程,而文中的新發(fā)現(xiàn),或?qū)⒏淖冞@一現(xiàn)實,尤其對一些因創(chuàng)傷導(dǎo)致的失憶患者來說,找回曾經(jīng)的美好回憶也許不再那么困難。同樣的,逆相刪除一些痛苦的記憶,也有望變得可行起來。唯一需要擔(dān)心的是:這種恢復(fù)和刪除能不能像電腦操作一樣那么具有針對性。
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