科學家破解了記憶密碼

科學家破解了記憶密碼

Jessica Hamzelou

《新科學》2018.4.14

陳明 編譯

大腦中的基因模式為心智提供了一個新的窗口。

科學家在老鼠身上發現、並解鎖了一種記憶代碼，這種代碼表明了記憶獨特的遺傳特徵。我們可以通過檢查大腦的模式來閱讀人們的記憶，甚至有一天可以通過改變或修復它們來治療精神疾病或記憶喪失。

大腦似乎將記憶儲存在神經元之間的新連接之中。這一過程需要數百個基因通過控制神經元來製造新的蛋白質。

耶路撒冷的希伯來大學的Ami Citri及其同事們，在研究中通過電擊或注射可卡因誘導出小鼠大腦基因活動的不同變化。以此發現記憶如何在不同的體驗中工作。

實驗人員給予這些小鼠各種積極的或消極的經驗，例如電擊他們的腳，一勺糖，注射一劑讓它們感到不適的可卡因。一個小時後施與它們安樂死。研究團隊同時尋找在所涉及的記憶七個大腦區域中， 哪些區域的基因得到了表達，包括海馬和杏仁核。

Citri驚奇地發現，例如，所有被給予可卡因體驗的小鼠都會顯示出相同的基因活性模式。該模式是如此清晰，以至於團隊只需要通過分析大腦中不同基因的活動水平，就可以推測出老鼠經歷了何種體驗，準確性超過90％。

雖然每種體驗都有自己的模式，但更積極的體驗的特徵（Signatures）卻彼此相似，消極體驗也有相似的特徵。這表明，壞記憶和好記憶以不同的方式被記錄了。

同樣，先前事件也會產生影響。同樣是一勺糖的記憶，在小鼠第一次嘗到糖的記憶，和習慣於吃糖的記憶之間也會不同的特徵。「其中的差別非常細微——我們可以分離出各種不同的體驗。」Citri說，「被編碼的每一個記憶都有獨特的基因編碼輸入。」

這種體驗發生一個小時後，基因活性模式似乎就達到了峰值，Citri說。

劍橋大學的Amy Milton說，可能人類的記憶也以類似的方式進行工作，因為我們使用相同的機制來形成記憶。「這著實令人興奮。」

從最小轉錄特徵解碼個體小鼠的最近經驗

Citri希望人們可以通過檢測血液樣本來發現遺傳記憶的特徵。如此，研究人員就能夠在活的動物或人身上讀取這個代碼。他說，他的團隊在老鼠身上獲得了很有希望的早期結果。如果它能起作用，就可能幫助我們理解人們如何以不同的方式體驗同一事件。Milton說：「能夠更快恢復精神（resilient）的人可能會有不同的記憶編碼。」

Citri認為更微妙是，正如基因活性在一個體驗後達到峰值一樣，持久（permanent）的標記也可能位於基因之中。Citri說，這些表觀遺傳特徵可能反映了一個人更久遠的歷史體驗，雖然他還沒有研究過這些。

士兵的PTSD記憶

遺傳特徵揭示了一個人的主觀經驗，可以使醫生深入了解創傷後應激障礙（PTSD）的情況，甚至可能通向改變記憶的新療法。

目前的治療方法教導PTSD和恐懼症患者改變他們的回應方式，但這會涉及到長期痛苦記憶的重溫。一個更好的治療方式可能是一次性的將記憶基因標記從消極模式改變為積極模式。

Citri和他的團隊已經設法在老鼠身上做到了這一點。他們通過注入一個與記憶形成有關的基因，改變了老鼠對電擊記憶。Citri說，當記憶被重新觸發時，老鼠的反應不再是凍僵。doi.org/cm6w

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