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MIT科学家将不存在的恐怖回忆植入小鼠大脑

时间:2013-08-10 22:41:38  来源:  作者:

一开始,研究人员把老鼠放在一个盒子里,让它们感到安全。然后,他们对准储存位置记忆的大脑细胞,用光刺激这些细胞,使它们打开记忆。第二天,他们把这只老鼠放在第二个盒子中,用光脉冲恢复第一天的记忆。记忆重放时,他们适度电击老鼠,希望改变它们的记忆。结果,他们做到了。把老鼠放回第一个盒子时,它们吓得不敢动弹,因为它们的记忆被改变。图片来源:百度图片

美国麻省理工学院的科研团队成功尝试了将一段根本不存在的“恐怖”回忆植入小鼠的大脑。这不禁让人头皮发麻,人脑的记忆可能被如此植入或篡改吗?

■本报记者 童岱

在《全面回忆》这部科幻大片中,主人公通过一系列的细节发现自己的真实身份并非一名普通工人,自己的妻子只是反派安插在身边的监视者,身边的朋友没有一个是可信的……这一切都是因为其被植入了虚假记忆。

记忆有可能被改变吗?前不久,美国麻省理工学院的神经生物学教授利根川进团队所作的一项研究,似乎在说明植入虚假记忆的桥段不仅仅出现在科幻片里。他们利用光遗传学技术向小鼠的大脑里植入了虚假的情景记忆,研究成果发表在《科学》上。

给小鼠植入“恐怖”回忆

早在一年前,利根川进团队就曾在《自然》上发表文章,介绍了他们如何利用小鼠,通过光遗传学技术标记,并激活其与特定记忆相关的脑细胞,从而人为激活某个记忆片段。如今,类似的方法让他们给小鼠的大脑添加了未曾发生过的情景记忆。

实现这一目标,要克服两个难点。一是准确找到只和某一特定记忆相关的脑细胞;二是通过一定的技术手段,在时间和空间上精准地激活这些细胞,从而重现那段记忆。

在这次试验中,利根川进团队将小鼠放入一个特定的场景A中,小鼠在熟悉这个环境的同时,科研人员也标记了小鼠大脑中与环境A记忆相关的脑细胞,这个特定的手段使得脑细胞对光很敏感。

第二步,科研人员将小鼠放置到完全是另一番景象的场景B中,并将激光通过光导纤维传入大脑,从而激活被标记的细胞,小鼠脑中对于场景A的记忆被唤起。

正当悠然自得的小鼠在场景B中回忆场景A时,突然遭受到了科研人员给予的轻微电击,这样它就错误地认为自己是在场景A中遭受了电击,僵在那里不敢动。而当科研人员把它放回场景A时,小鼠便会因为这个虚假的记忆对场景A产生恐惧。

这一过程,简单地说,就是科研人员通过人为手段激活了小鼠大脑中的特定记忆,同时给予电击刺激,使得两者产生联系转化成一个新记忆,而记忆内容并未在现实中发生,只是一个虚假的记忆。

这一研究的共同第一作者刘旭认为,他们的研究从实验上证明了人为改造记忆的可能性,对于记忆的理论研究和实际应用方面都有潜在影响。

中科院生物物理所脑与认知科学国家重点实验室副主任、研究员卓彦在接受《中国科学报》记者采访时表示,这种研究方法确实证明了人为手段可能影响小鼠记忆,但不能简单地认为这就可以立刻应用到人类身上。

为研究人类疾病提供启示

“这种植入记忆和常人所理解的记忆还有差距。”北京大学心理学系教授沈政表示,利根川进团队所使用的小鼠是低等哺乳动物,利用的也是动物的本能反应机制。在分子生物学水平上,小鼠和人类的记忆是一样的,但要针对人类大脑植入或改造记忆,难度就大得多。

大脑是人类身体上最神秘的器官,也是人类想真正认识自身就无法回避的领域。长期以来,采用何种方式更适宜研究人脑,一直困扰着科研人员。

在记忆研究方面,美国神经生物学家埃里克·坎德尔曾利用海兔作为模式动物,成功地将各种行为包括学习行为与可塑性结合起来进行研究,确定了短时和长时记忆是如何储存在神经系统中的。

“无论是小鼠、海兔,还是人类,在记忆形成的分子机制上都是相似的。”沈政谈到,科研人员利用光导纤维,将激光作为条件刺激,和以人类为测试对象,利用暴雨、山洪等预报信息一样所表现出来的条件刺激是相似的。

而给小鼠植入记忆相关的研究成果,对于人类的疾病研究是有一定启示的。比如创伤后应激障碍患者,他们因为遇到地震、火灾、亲人遇难等事件而造成焦虑不安。大脑对于这些记忆是如何储存、如何产生作用的机理,或许能找到类似的方法进行研究。

植入记忆 对人没戏

在刘旭看来,给小鼠伪造记忆的试验还表明,记忆力或许是不可靠的,这对阐明人类错误和虚假记忆的机理是有帮助的。这一事实可以用世界各地法庭中目击证人的证词具有有限的重要性的例子加以佐证。

“人类的记忆不会定格,会随着时间推移出现弱化的现象,从而引起记忆的改变。”卓彦谈到,生活中人们常常会遇到在同样的场景中,原本的记忆可能出现“张冠李戴”的现象,这便是记忆发生改变的表现之一。

“在迎合社会需求时,或是人云亦云的个性,会使得记忆发生改变,产生和原有记忆完全不一样的回忆。甚至不去仔细思考记忆的准确性,坚持一些错误的记忆。”沈政指出,但对于影响其生存或是有重大关系的记忆,则很难发生改变。

无论怎样,植入记忆的手法不禁让人思考,能否对人脑植入某些特殊的记忆或技能?例如,在一个完全不会使用电脑的人的大脑中植入电脑操作方法,使其免除学习电脑的过程。

“至少目前来看,这种捷径很难实现。”沈政认为,人类的记忆像是一张非常大的网,对于所见所闻,依据自身感受,会产生不同的情绪变化,可能还因为语言、外部环境差异等因素的介入,形成独有的个人记忆。因此,要想对人类的大脑植入记忆或是改变记忆,至少以目前的技术手段是不可能实现的。

利根川进团队接下来的计划更让人侧目,他们期望通过选择性地标记并关闭某些记忆相关的细胞,研究是否可以弱化甚至抹除记忆。

延伸阅读

记忆的机理

远古时代的人类,为了生存,就要熟悉周围的环境,分辨有害的动植物,寻找能食用的水果和动物,学习应付各种自然灾害。而完成这一切,都需要借助记忆。

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