在实验室里,记忆研究人员正在对小鼠和大鼠的大脑进行一些令人惊叹的操作。他们删除老鼠的记忆,然后再把这些记忆重新装回去,或者直接植入一段根本不存在的新记忆。这些实验并非电影中那种可怕的邪恶实验,而是研究人员试图更好地理解记忆的本质,因为这是解决当今一些重大健康问题(如阿尔茨海默病和创伤后应激障碍)的关键。如果研究人员能搞清楚记忆是如何运作的,他们就能更好地帮助患有这些疾病的人们。
然而,一个重要的前提是,大部分实验都是在啮齿动物上进行的,而老鼠与人类有很大差异。这些实验需要复杂的基因工程技术,对人类可能并不适用。老鼠实验的成功并不能保证科学家能够以完全相同的方法删除或植入人类的记忆。不过,这些实验仍然揭示了记忆的工作机制,并有助于促进基于这些知识的疗法发展。
如何删除并重建老鼠的记忆?
在删除记忆方面,研究人员已经相当熟练。这让人联想到电影《美丽心灵的永恒阳光》中的场景——主角们为了获得心灵安宁而抹去关于失去爱人的记忆。科学家已经证明,他们可以用药物削弱或消除老鼠的记忆,例如抑制PKMzeta——一种自然加强脑细胞之间连接的分子,被认为是形成记忆的重要因素。最近,研究人员不再进行完整的记忆抹除,而是试图删除特定的记忆,并取得了一些成功。例如,科学家发现,当把微丝解聚剂(Latrunculin A)注射进老鼠大脑中负责处理情绪的区域时,可以选择性地擦除某些记忆(如老鼠曾经在这个房间里注射过药物),同时其他记忆保持完整(如被吓到的记忆)。
2014年6月,加州大学圣地亚哥分校的研究者在《自然》杂志上发表文章,表明他们可以通过特定频率刺激记忆控制细胞来删除和重建老鼠脑中特定的记忆。他们首先对老鼠大脑中的某些神经元进行转基因改造,使其对光敏感,这样研究人员就可以用光纤控制它们(即光遗传学)。之后,他们一边对老鼠进行轻微电击,一边“打开”这些改造过的神经元。过一会儿,再刺激这些神经元就能使老鼠表现出恐惧反应——这表明一段不愉快的记忆被植入了。然后,科学家对老鼠的大脑进行低频光脉冲来削弱神经元之间的连接,从而摧毁对电击的记忆。而当他们施加高频脉冲加强神经元之间的连接时,记忆就恢复了。“我们玩记忆就像玩溜溜球一样,”第一作者、加州大学圣地亚哥分校的神经学家Roberto Malinow告诉《自然》杂志。
这对人类大脑有用吗?如果有一天科学家能在人类大脑中找到持有特定记忆的神经元,通过削弱这些细胞之间的联系来摧毁记忆是可能的,例如在低频时使用电脉冲或磁脉冲刺激神经元(这不需要基因工程,但可能需要手术)。最大的挑战是首先要有合适的记忆,然后定位这些特定的细胞,这远超当今科学家的能力。
如何将一段不好的记忆变成好的记忆?
完全抹去记忆的最大缺点是令人毛骨悚然。毕竟,从某种意义上讲,我们的记忆造就了我们自身。因此,如果不是删除记忆,而是稍微修改记忆以减少负面记忆的影响,对于创伤后应激障碍患者而言将是极好的。这个实验也一直在老鼠中进行。2014年8月发表在《自然》杂志上的一项研究表明,研究人员成功地将植入老鼠脑中的积极或消极记忆转换成了相反的记忆(麻省理工学院的Susumu Tonegawa团队还用同样的方法将假记忆植入了老鼠脑中)。他们首先在特定地点通过轻微电击给老鼠带来负面记忆,同时利用基因技术使脑细胞在这个特定时间内产生记忆。之后,研究人员通过给老鼠一段积极的经历(如让一只母老鼠在附近)来激活脑细胞,从而修改记忆中的情感因素。最初,老鼠狐疑地不敢接近被电击过的区域,但记忆被修改后,它们对那个地方变得留恋。
为什么人们会希望改变自己的记忆?
如果有一天真的能在人类脑中删除或修改记忆,将有很多潜在好处。例如,痛苦经历的坏记忆可能给人们带来极大困扰,导致严重的心理健康问题和创伤后应激障碍。即使没有病理反应,糟糕的记忆仍然会造成严重困扰。相反,把美好的回忆变成坏的(或干脆删除)也可能有用。想想那些想要戒毒的人,他们将产生快感时的人、地点、毒品联系在一起,这些因素成为他们不断渴望吸毒的动力。如果破坏这种美好的联想或用反面的联想替代,可能有助于他们对抗毒瘾。治疗师已经尝试通过认知行为治疗等方法来治疗患者,但创伤后应激障碍和成瘾总是非常难以治愈。因此,未来记忆移植可能对这些病症的治疗产生帮助。