诺奖得主Science新突破：植入记忆不再是科幻

科幻小说告诉我们，储存记忆的神经元网路不但真实存在，而且还可以被人为操纵，7月26日Science杂志公布的一项研究成果首次提出了在大脑中构建虚假记忆的作用机制，证明操控小鼠海马区中的一组特定神经元，就能引起动物形成错误的足底电击恐惧记忆。

　　

生物通报道：科幻小说告诉我们，储存记忆的神经元网路不但真实存在，而且还可以被人为操纵。在过去的三十年中，心理学家一直在尝试证明真正的记忆是多么的脆弱，多么的容易改变，甚至虚构，以说明在世界各地的大多数司法系统中所采用的目击者证词的不可靠性。

7月26日Science杂志公布的一项研究成果首次提出了在大脑中构建虚假记忆的作用机制，证明操控小鼠海马区中的一组特定神经元，就能引起动物形成错误的足底电击（foot schock）恐惧记忆。

领导这一研究的是诺贝尔生理医学奖得主Susumu Tonegawa，他当年获奖的原因是其在免疫系统抗体多态性的遗传学机制方面的成就，之后Tonegawa转行研究记忆的分子及细胞机制，创建了著名的麻省Picower Institute for Learning and Memory。

来自波士顿大学的神经科学家Howard Eichenbaum（未参与该项研究）表示，“(这)是一个令人感动惊讶的研究成果，有助于解析虚假记忆形成的神经生物学作用机制”。

在之前的研究中，Tonegawa教授曾发现在海马区（编码空间和情节记忆的大脑区域）的特殊神经细胞中，会出现某些记忆残留，研究人员利用光敏感通道蛋白channelrhodopsin-2，标记一种称之为颗粒细胞（granule cells）的神经细胞，这些细胞存在于小鼠海马齿状回中，负责储存动物的恐惧记忆。这样研究人员就能利用光开启动物的记忆，引发动物持续产生恐惧反应。

在此基础上，研究人员利用这一光遗传学技术，转移不同情况下的恐惧记忆，他们首先将小鼠放置在第一个环境中（(Box A），追踪储存记忆的地方，然后，他们将小鼠转移到第二环境（(Box B）中并对其进行一次电击，同时光刺激小鼠，激活其在第一个环境中的记忆，最后再将小鼠放回到第一个环境中。

结果研究人员发现当他们向小鼠大脑投射光信号的时候，小鼠就会产生恐惧应答，尽管此处并没有发生过电极。由此小鼠被“植入”了虚假记忆。

研究人员还进行了进一步的分析，他们发现一旦触发小鼠的虚假记忆，位于海马区下游的一个称为杏仁核的大脑区域（形成恐惧反应不可或缺的区域），就会产生与真实记忆诱导相同的持续蛋白表达，Tonegawa指出，这样的结果表明，这些虚假记忆对于小鼠来说是“真实的”。

（生物通：张迪）

原文检索：

S. Ramirez et al., “Creating a false memory in the hippocampus,” Science, doi:10.1126/science1239073, 2013.


Memories can be unreliable. We created a false memory in mice by optogenetically manipulating memory engram–bearing cells in the hippocampus. Dentate gyrus (DG) or CA1 neurons activated by exposure to a particular context were labeled with channelrhodopsin-2. These neurons were later optically reactivated during fear conditioning in a different context. The DG experimental group showed increased freezing in the original context, in which a foot shock was never delivered. The recall of this false memory was context-specific, activated similar downstream regions engaged during natural fear memory recall, and was also capable of driving an active fear response. Our data demonstrate that it is possible to generate an internally represented and behaviorally expressed fear memory via artificial means.