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记忆删除

2015-09-10

大自然探索 2015年3期
关键词:肌动蛋白电击神经元

记忆使我们的生活更加美好,但同时也在大脑里留下一些难以磨灭的痛苦痕迹。对于饱受创伤后应激障碍和药物上瘾折磨的人来说,记忆删除也许是最好的解决方案。

从道德伦理的角度来说,记忆删除是一个两难的抉择。记忆让我们的生活更加美好,但同时也在大脑里留下一些难以磨灭的痛苦痕迹。对于创伤后应激障碍患者来说,那些可怕或痛苦的记忆会不断地出现在大脑里;同样地,对于那些瘾君子来说,以往吸毒的快感记忆也不断地激发着他们对毒品的欲望,让他们明知不该,却欲罢不能。科学家认为,通过删除或者抑制相关的记忆,可以有效阻止不良情绪或不良行为的反复出现。

那么,如何才能精确地消除一些不愉快的或不良的记忆呢?首先,我们需要了解记忆是如何形成的。研究人员用三步模式来描述这个过程,那就是:记忆的获得、记忆的巩固和记忆的回忆调用。沃佐尔认为,在形成记忆的三个步骤中,任何一个步骤出了问题,记忆都无法形成。

荷兰内梅亨大学的马里恩·克罗斯利用记忆巩固这一过程来对记忆进行操纵。众所周知,大脑对记忆定期进行“重写”、整理和巩固的过程,有些像是电脑硬盘中的碎片整理。通过电痉挛疗法(ECT),似乎可以在大脑巩固记忆的过程中,阻止记忆的重写或整理。2013年,马里恩·克罗斯发表在《自然》杂志上的一项研究成果称,他们在一项实验中,让实验对象观看一些充满悲伤或痛苦故事情节的书籍和电影,一周后再让他们回忆这些故事情节,但进行了ECT治疗的自愿者,他们大脑里的这些悲伤痛苦的负面记忆完全消失了。

美国考特妮·米勒在2013年声明,他们对大脑化学物质影响记忆产生的研究已经取得了突破性进展。考特妮·米勒想要通过消除瘾君子大脑里与吸毒相关的记忆,帮助这些人达到彻底戒毒的目的。

米勒解释说,神经元通过叫作棘突的树枝状结构互相连结,而棘突正是存储记忆的实体。维持棘突结构的是一个个肌动蛋白构成的“脚手架”。在记忆产生时,肌动蛋白通过支撑神经元的连结促成记忆形成并留存在大脑里。一个个的肌动蛋白结合成长链,这些长链在神经元之间建立特别的连结,棘突不断增大,以储存更多的记忆。

她进一步补充说,承载了记忆信息的一个个肌动蛋白,在没有新的记忆形成时,新旧更替的循环周期非常缓慢,上面脱落一个,下面才会补上一个,而当吸入毒品的记忆在形成和巩固时,肌动蛋白的更新会加速,我们可以利用这一点,给实验动物服用某些能让肌动蛋白聚集在一起的药物,这样它们就无法返回到肌动蛋白长链处。长链顶端的肌动蛋白仍然会脱落,但却无法在底部获得补充,最终,蛋白长链崩塌,支撑和储存吸毒记忆的“脚手架”结构不复存在,相关记忆也就消失了。

她说,最令人兴奋的是,根据记忆类型的不同,消除记忆的抑制剂其实也有很大的选择余地。我们可以有针对性地只消除与毒品上瘾相关的记忆,因为大脑存储不同类型的记忆的机制也是不同的。

最近的一个研究表明,一种叫作组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACIs)的药物可以增强大脑以新的记忆永久性取代旧有创伤性记忆的能力。美国麻省理工学院一个研究小组在这种药物的第一阶段临床实验中,让老鼠在受电击的同时听某种声音,老鼠有了将这两件事联系起来的经验之后,只要听到这种声音,哪怕没有受到电击,也会产生恐惧感。然后研究人员让老鼠反复持续地听这种声音,他们想知道,这么做是否可以解除老鼠对于声音和电击之间联系,从而消除它们听到声音时产生的恐惧感。实验结果表明,这种消除恐惧的办法在建立声音—电击联系的初期可以奏效,但一个月之后,当大脑已经建立起了两者联系的长期记忆之后就不起作用了。而在进行这种“记忆消除”练习之前服用了组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACIs)的老鼠,对于令它们与电击恐惧联系起来的声音就再也不会产生恐惧反应了。这一研究结果发表在《细胞》杂志上。

美国麻省理工学院的研究人员发现了一种对“记忆消失”非常关键的基因,叫作TET1。研究人员先是电击两组笼中老鼠,让它们对笼子产生恐惧感,然后将它们关在另外的笼子里,但不对它们进行电击。激活了TET1基因的一组老鼠对笼子的恐惧感消失了,它们大脑里原来的恐惧记忆被新近产生的身在笼里但没受电击的记忆所取代了。

这一成果发表在《神经学》杂志上的论文表明,激活TET1基因可有助于人们消除应激创伤障碍带来的不良影响,帮助人们用积极乐观的记忆替换掉给他们带来恐惧的负面记忆。

何为记忆?

长期记忆分为陈述性记忆(外显记忆)和非陈述性记忆(内隐记忆)。陈述性记忆与知觉或意识有关,指有关个人生活经验上的记忆,又称为“自传式记忆”;非陈述性记忆与知觉或意识无关,指某些技巧性的动作、习惯性的行为和条件反射等。这两种记忆形式可以转化,如在学习骑自行车的过程中产生对某些情景的陈述性记忆,一旦学会后就成为一种技巧性动作,即由陈述性记忆转变为非陈述性记忆。

大脑皮层

大脑皮层是大脑最外面的一层神经元,有科学家认为,记忆最初就保存在这里。

海马区

大脑两侧形如海马的这一部分区域,对于空间意识和记忆至关重要。加利福尼亚大学的迈克尔·亚萨说:“有证据表明,关于事实的长期记忆最初存储在大脑海马区中,但最终大部分记忆被分配存储到大脑的各个区域。在这一过程中,神经元之间的联系得到了某种程度的强化。”

内嗅皮层

大脑内嗅皮层参与记忆的巩固,特别是空间记忆。内嗅皮层在记忆形成的海马区和处理感官知觉的新皮层之间起桥梁作用。1953年,亨利·古斯塔夫接受了外科医生威廉·斯科维莱为他进行的一项手术,为治疗他的癫痫症,医生切除了他大脑海马区的大部分,手术后的古斯塔夫失去了大脑保存新的记忆的能力。最近研究人员研究确定,古斯塔夫大脑被切除的部分与记忆有关。他大脑中的海马区虽然在手术后仍有部分保留了下来,但由于其与内嗅皮层的联系被切断,古斯塔夫的学习能力与记忆能力都受到了很大的影响。

神经突触

神经突触将信号发送到神经树突刺,树突刺是从神经元末端的神经树突伸出来的细小分支。据认为,我们的记忆就存储在这些细小的分支里。

维也纳分子病理学研究所的西蒙·拉姆佩尔和卡贾·莫克祖尔斯卡利用双光子成像技术观察神经突触的结构,发现这种结构可让神经元之间进行通信联系和发送电信号。在观察小鼠在学习和记忆时神经突触是如何工作时,研究人员发现神经突触在学习过程中会不断产生新的突触连接。

杏仁核

我们大脑里有两个杏仁状的结构,被称为杏仁核。杏仁核内神经元的作用是处理情绪和恐惧信息。2013年发表在《自然神经科学》上的一篇论文确定了杏仁核与恐惧记忆有关。

如何提高记忆力

被称为“超级无敌金头脑”的智障天才金·皮克拥有过目不忘的能力,他能够记住阅读过的任何内容。电影《雨人》就是根据他的故事改编的。他甚至能够同时阅读好几页书,而不会遗漏任何信息。如果科学家的记忆研究能够取得进展,是否有一天我们都能够拥有像金·皮克这样的超强记忆能力呢?这一天也许离我们还很遥远,但好消息是,目前我们可以有好几种方法来提高我们的记忆力。

专家认为,健康因素、情绪状态,以及日常饮食的选择都可对提高我们的学习和记忆能力产生影响。鱼类、鸡肉和富含ω-3脂肪酸的食物有助于提高我们的认知能力。一项对1.7万人进行的为时4年的跟踪调查表明,严格坚持这种饮食的人在多项记忆测试中的成绩表现更好。另一项实验也表明,饮食中大量摄入ω-3脂肪酸可提高记忆神经元之间的沟通联系。

另有证据表明,运动锻炼也是提高记忆力的一个关键因素。2013年,美国得克萨斯州大学达拉斯分校的桑德拉·钱普曼牵头的一项研究表明,有氧运动可保证血液源源不断地流向大脑海马区,从而有助于提高和改善记忆。

有些不喜欢运动的人,宁愿偷懒简单地吞服一些据说可以强化记忆的药片,也不愿意去跑跑步,活动活动身体。一些学生为了保持大脑清醒,获得理想的考试成绩,而滥服一些所谓的“聪明药”,如利他林、莫达菲尼等。事实上,这类药物通常都是用于治疗如嗜眠症和注意力缺陷多动症等某些特殊疾病的处方药。而服用这些药物的学生都是不应该服用这类药物的健康人,这些药物未知的长期影响有可能给这些学生带来潜在的危险。除此之外,“聪明药”也不可能给学生们带来期待中的提高记忆的效果。尽管有时会让使用者产生短期记忆力提高的假象,但美国宾夕法尼亚大学伊瑞娜·伊利瓦主持的一项调查研究表明,服用了所谓“聪明药”的学生与对照组的学生相比,他们的测试成绩并不占优势。显然,要想提高记忆能力,并不能通过吞服所谓的“聪明药”来达到“速成”的效果。

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