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美国科学家称找到抹去大脑记忆方法 引争议

时间:2009-04-21 11:43来源:人民网 作者:bioguider 阅读:
据《纽约时报》报道,假设科学家可以通过调整大脑中的某种物质,抹去某些记忆,以此帮助我们忘记长期的恐惧或精神创伤,甚至是戒掉不良习惯,这肯定是了不起的科学壮举。

  化腐朽为神奇

  美国纽约州立大学的研究人员日前便取得了类似这样的壮举,他们将一定剂量的实验药物注入对存储特定记忆至关重要的大脑部位,如情感联系、空间知识和运动技能。这种药物抑制了某种物质的活动,而它显然是大脑存储部分信息所需要的。如果对其性能加以改善,这种物质可帮助预防老年痴呆症和其它记忆问题。

  迄今为止,这项研究的对象还仅限于动物。不过,科学家表示,这种记忆机制可能会在人身上发挥几乎相同的作用。发现这样一种至关重要的记忆分子及其诸多潜在用途显然意义重大,因为这是某一科学领域众多重大发现中的组成部分。过去几年,该领域让那些看似不可能的事情变成了可能,化腐朽为神奇,这就是研究大脑的神经系统科学。

  现年52岁的美国著名神经系统学家托德·萨克特(Todd C. Sacktor)博士领导纽约州立大学唐斯泰特医学中心的研究小组对记忆分子如何影响记忆进行了深入研究。他说:“如果这种分子如看起来那般重要,你便可以想见它的潜在用途了。我们可以利用记忆分子来抚平心灵创伤,戒掉一些后天养成的坏习惯,最终还能用以改善记忆和认知。”

  数百年来,艺术家和作家一直处于个性、意识和记忆探索的最前沿。尽管科学家们已把人类送上月球,把航天器发射到土星上,把潜艇送入海底,却未能为对大脑探索的壮举提供一种有力的武器,人类思想看起来就像探险家们当年初见新大陆时一样的黑暗、广袤而又神秘。

  现在,神经系统科学,这个在十多年前几乎不存在的科学领域,正快速发展,吸引了数十亿美元的资金,一批批研究人员投身其中。美国神经科学学会称,美国国立卫生研究院去年对大脑相关研究项目投入52亿美元,这几乎是其年度总预算的20%。另外,像维康基金会和科维理基金会这样的慈善组织迄今已投入数亿美元用于在世界各地的高校建立研究机构,其中包括哥伦比亚大学和耶鲁大学。

  资金、人才和技术的涌入意味着科学家们终于有机会可以解开围绕大脑的各种谜团,与此同时,也带来诸多让人反应不过来的科学和伦理问题。例如,数百万人可能会经受不住诱惑而抹去某些极度痛苦的回忆,然而,倘若在此过程中,他们丧失了与之有关的重要个人记忆,又该怎么办?或者,一种能帮人们“消除”后天成瘾积习的治疗方式会不会诱使人们实验更广泛的用途?

  “记忆印迹”之谜

  也许更为重要的是,当科学家研制出一种强化记忆的药物,人们能否抗拒使用这种药物的诱惑?大脑科学领域存在的风险及广阔前景只会加快探索大脑机制的步伐。美国哥伦比亚大学神经科学学家埃里克·坎德尔(Eric R. Kandel)博士说:“在这一领域,我们尚处于一座庞大山脉的山麓地带。而且,不像其他学科,个人或小团体可以在没有大量经费或大型实验室的情况下作出他们的重要贡献。”

  数百位研究人员正试图揭开一个自现代研究开始以来便令思想家们目瞪口呆的谜团:一小团组织何以能捕捉并存储诗歌、情感反应、最喜欢酒吧的位置、遥远童年情景等一切记忆?萨克特博士便是探究这个谜团的研究人员之一。有关体验会给大脑留下某些痕迹的想法最早可以追溯到柏拉图在《泰阿泰德篇》(Theaetetus)中有关蜡上印记的隐喻,到了1904年,德国学者理查德·塞蒙(Richard Semon)把这种神秘痕迹命名为“记忆印迹”(engram)。

  “记忆印迹”究竟是些什么东西?之前一项研究结果显示,问题的答案是被某种体验激活的大脑细胞在“生物快速拨号”中不断彼此交流信息,就像是一群人共同见证了某个激动人心的事件。被激活的大脑细胞会将信息快速传递给更为庞大的细胞网络,而显然,每一个细胞都会增加一些细节、视觉、听觉、味觉。大脑看上去可以令细胞间的通信线路变得更粗或更高效,以此来保存记忆。

  这种快速信息交流又是怎么实现的?这恐怕是一个价值千金的问题。科学家最早在二十世纪六七十年代描述了这一过程,并在随后的岁月里发现了在此过程中发挥作用的大量分子。然而,数十年过去了,科学家至今仍难以确定每一种分子的具体功能。问题并不在于此类物质难以被发现,恰恰相反,就是因为它们太容易发现了。

    激活PKMzeta神秘物质

  1999年,大脑科学领域里两位著名学者、哈佛大学的杰夫·利奇曼(Jeff W. Lichtman)博士与乔舒亚·萨尼斯(Joshua R. Sanes)博士在《自然神经科学》杂志上发表了一篇论文,列出了117种在某种程度上参与细胞间持久快速信息交流的分子,这一过程被称为“长期增强”(long-term potentiation)。利奇曼和萨尼斯的确不明白这些发现必然可以解释记忆形成过程,然而,正是他们那份名单上的一种奇特物质,最终被确认具有某种不同寻常的特性。

  萨克特说:“我父亲告诉我去研究这个分子。我父亲也是一位科学家,现在已经去世了,他有着对科学探索的本能——这一切就这样开始了。”接受《纽约时报》记者采访时,萨克特正离开位于杨克斯的家,驱车前往位于布鲁克林东弗拉特布什区的实验室,后面的座位上还放着三块糕饼和一袋面包圈——这是萨克特在实验室的午餐。”

  萨克特父亲的建议最终将他引向了一种叫做PKMzeta的物质。萨克特的实验室在一系列研究中发现,当某一细胞被邻近神经细胞迅速启动,这种分子适时地出现并被激活。事实上,就像陆军骑兵冲锋攻占一个小岛,PKMzeta分子看上去簇拥在一起,准确进入大脑细胞之间被加强的指状连接,然后,它们就就像“生物哨兵”一样无限期地驻扎在那里。

  举个简单的例子,PKMzeta就像是一大群游离化学物质中的“旁观者”,只有在一个细胞刺激另一个时才会爆发,给人感觉它好像总让“快速拨号”功能开启着。萨克特说:“在这之后,我们开始只专注于PKMzeta,分析它对行为的重要性究竟有多大。”某种程度上讲,管理一个实验室就像是足球队周末打比赛,球员只有比赛时才集中,比赛结束以后各奔东西,他们有的来自欧洲,有的来自印度和亚洲其他国家。你可以根据他们的技术安排具体位置。

  更有趣的是,每个人还得自备午餐,因为博士生们在东弗拉特布什这个泛黄、狭长的实验室一呆就是12个小时,他们根本无暇出去吃饭。美国纽约州立大学唐斯泰特医学中心生理学和药理学部门主管罗伯特·王(Robert K. S. Wong)说:“人们以为像我们这样的州立大学,生活是轻松乏味的,他们是对的,我们的生活确实如此。我个人认为,你申请补助金的压力更小,可以用更多的时间来思考。”正是罗伯特说服萨克特从哥伦比亚大学加入这个实验室。

  “洗脑”触及道德伦理

  为搞清楚PKMzeta对于会呼吸的活体动物的重要性,萨克特一天来到安德烈·芬顿博士的实验室。芬顿也是美国纽约州立大学唐斯泰特医学中心的研究人员,主要从事老鼠空间记忆能力的研究工作。芬顿设计出一种比较聪明的办法来教老鼠记住事物的位置,他让老鼠在一个小房间里来回走动以避免轻微电击,一旦老鼠学会这一点之后就不会忘掉。过了一天甚至是一个月之后,你再将老鼠放入房间里,它还记得如何来避免被电击。

  但是,研究人员在直接给它们的大脑注入一种名为ZIP的药物以后,它们几乎立即回到了原来状态,因为ZIP会抑制PKMzeta分子的活动。芬顿说:“当我们第一次看到这种情况时,我让研究生们举起手来大声欢呼。当然了,我们需要的远不止是这一个研究。”芬顿的这一愿望已经实现,他的实验室以不同方式重复了这个实验,并建立了多个研究团队,每个采用不同的方法。三个月前, 由以色列魏茨曼科学研究所科学家亚丁·杜达伊(Yadin Dudai)领导的研究团队发现,一剂ZIP就能使大鼠忘记一种令其强烈厌恶的气味,要是以前,老鼠一闻到这种气味,它们便会病倒。

  哈佛大学神经生物学家史蒂芬·希曼(Steven E. Hyman)说:“这种编辑记忆的可能性具有无穷的潜力,同时也会引发严重的伦理问题。一方面,你可以想象这样一种情景:一个人身处某一环境中引发了痛苦的回忆,可现在有这样一种药物,在这些记忆被唤醒时可以削弱它们。再比如毒瘾,如果恰恰有药物可以抑制这种渴求,这具有多么大的意义。”

  研究人员一直尝试通过现有药物削弱痛苦回忆和上瘾行为。而抑制PKMzeta分子的活动则可能更加有效。不过,希曼和其他一些研究人员认为,此类药物可能被滥用,用以抹去或阻止对不良行为甚至是犯罪的记忆。如果说痛苦记忆就像挥之不去的噩梦,那么徒增烦恼的记忆以及由此产生的有益恐惧则构成了道德良知的基础。研究人员认为,人类需要有恐惧心理,比如说普通人走在马路上被自行车撞了,他会产生恐惧心理,然后走在路上就会很小心。

  改变对人性的理解

  对于那些研究记忆生物学的科学家而言,PKMzeta的特性具有更重要的前景:记忆印迹自动重组的希望。科学家估计,到2050年,阿耳茨海默氏病或其他类型痴呆症患者人数将超过1000万,而挣扎于与年龄增长相关的记忆衰退的人远不止这个数字。萨克特说:“这确实是我们奋斗的最大目标。为实现这一目标,我们提出了一些想法,比如让细胞生成更多的PKMzeta分子。在当前阶段,这些还只是设想。”

  另外,一种帮助改善记忆的药物出现后会立即引发更广泛的社会关切。希曼表示:“我们清楚,人们现如今就在使用各类改善智力和日常行为的药物,因此,一种真正可以提高记忆力的物质可能会导致一场‘军备竞赛’。”在科学界,仍有很多问题等待研究人员解答。例如,PKMzeta分子能否永久将不同的神经细胞连成一片?如果答案是肯定的,PKMzeta分子又是如何实现这一过程的?毕竟,大多数分子的寿命每次不超过几周时间。

  PKMzeta分子如何与其他在产生记忆过程中起着重要作用的物质合作?美国加州大学欧文分校神经系统学家托马斯·卡鲁(Thomas J. Carew)说:“不是只有一个记忆分子参与了记忆过程,这个系统不是那么简单。许多分子参与了各类记忆过程,同时伴随着认知、存储和恢复的过程。”如今,当科学家们开始走出黑暗的山麓,看到前面微弱的亮光时,他们准备以艺术家和作家所未有的方式,去改变我们对人性的理解。

    来源:新浪科技(责任编辑:泉水)
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