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經(jīng)驗(yàn)和記憶是密不可分的,直到最近一篇關(guān)于完全利用人工制造記憶的報(bào)告出爐。
研究者們通過(guò)繪制實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所形成的大腦回路,反向制造出了特定的記憶。然后,他們以自然記憶的模式刺激腦細(xì)胞,來(lái)“訓(xùn)練”另一只動(dòng)物。這樣就創(chuàng)造出了一段人工記憶,它以一種與自然記憶無(wú)法區(qū)分的方式,被留存和回憶。
記憶對(duì)個(gè)人的身份感至關(guān)重要。
這項(xiàng)研究意義非凡,因?yàn)樗C明了通過(guò)操縱大腦中的特定回路,記憶可以與經(jīng)驗(yàn)分開(kāi),并在完全沒(méi)有真實(shí)體驗(yàn)的情況下形成。這種記憶可以通過(guò)真實(shí)環(huán)境中適當(dāng)?shù)母泄倬€(xiàn)索來(lái)觸發(fā)。
該研究為記憶如何在大腦中形成,提供了一些基本理解,其中包含了記憶的轉(zhuǎn)移、修復(fù)增強(qiáng)和擦除。那些在記憶障礙中掙扎的人,和那些無(wú)法從經(jīng)久不衰的創(chuàng)傷記憶中走出來(lái)的人,可能會(huì)從這項(xiàng)研究中受益。
最近的研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)訓(xùn)練老鼠將特定氣味(櫻花香味)與足部電擊聯(lián)系起來(lái),可以形成自然記憶。
在實(shí)驗(yàn)中,它們要穿過(guò)矩形測(cè)試室,到達(dá)注入了不同氣味的測(cè)試室另一端,從中學(xué)會(huì)避開(kāi)某種氣味。其中,香芹籽香味來(lái)自一種名為香芹酮的化學(xué)物質(zhì),而櫻花香味來(lái)自另一種化學(xué)物質(zhì)苯乙酮。研究人員發(fā)現(xiàn),苯乙酮可以在離散型嗅覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞上激活特定類(lèi)型的受體。
然后,他們轉(zhuǎn)而研究另一種復(fù)雜的技術(shù)—光遺傳學(xué),以激活嗅覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞。光敏蛋白被用于刺激特定神經(jīng)元,以響應(yīng)通過(guò)手術(shù)植入的光纖傳遞到動(dòng)物大腦的光。研究人員使用了僅對(duì)苯乙酮敏感的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,通過(guò)將足部電擊與對(duì)苯乙酮敏感的嗅覺(jué)神經(jīng)的光刺激配對(duì),讓動(dòng)物將電擊與嗅覺(jué)神經(jīng)的活動(dòng)聯(lián)系了起來(lái)。于是,這些老鼠學(xué)會(huì)了避開(kāi)櫻花的氣味。
這些初步實(shí)驗(yàn)顯示,動(dòng)物不需要實(shí)際體驗(yàn)氣味來(lái)記住該氣味與足部電擊之間的聯(lián)系。但這并不是一個(gè)完全“人造”的記憶,因?yàn)殡姄舻母杏X(jué)仍然是非常真實(shí)的。
為了構(gòu)建完全由人工制造的記憶,科學(xué)家們同樣需要以模仿足部電擊引起的神經(jīng)活動(dòng)的方式刺激大腦。
為了創(chuàng)造真正的人造記憶,研究人員需要以刺激嗅覺(jué)感受神經(jīng)的方式,刺激腹側(cè)被蓋區(qū)。他們用光刺激嗅覺(jué)受體,來(lái)模擬櫻花的氣味,然后刺激腹側(cè)被蓋區(qū),模仿令實(shí)驗(yàn)鼠厭惡的足部電擊。
由此,這些動(dòng)物的腦海,有了并不存在的“記憶”。它們對(duì)從未遇到過(guò)的氣味進(jìn)行了反應(yīng),避開(kāi)了它們從未受到過(guò)的電擊。
很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái),大腦中的記憶是如何形成的—以及大腦中伴隨著記憶形成的物理變化,一直是個(gè)謎。
在這項(xiàng)研究中,導(dǎo)致新記憶形成的對(duì)特定大腦區(qū)域的電刺激,同時(shí)也激活了已知的參與記憶形成的其他大腦區(qū)域,包括被稱(chēng)為基底外側(cè)杏仁核的區(qū)域。
因?yàn)樯窠?jīng)細(xì)胞通過(guò)突觸的連接彼此通信,所以科學(xué)家們假設(shè),突觸活動(dòng)的變化導(dǎo)致了記憶的形成。
在海蛞蝓中,研究人員可以從經(jīng)歷過(guò)某段體驗(yàn)的個(gè)體中提取RNA。RNA包含與記憶相關(guān)的動(dòng)物神經(jīng)中產(chǎn)生的蛋白質(zhì)代碼,從而將記憶從一個(gè)個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)個(gè)體。
在記憶轉(zhuǎn)移的實(shí)驗(yàn)中,會(huì)采用受過(guò)訓(xùn)練的動(dòng)物。而在光遺傳學(xué)研究中,與記憶相關(guān)的電活動(dòng)模式,是在小鼠腦內(nèi)重新建立的。這是關(guān)于人工制造記憶的第一份報(bào)告。
對(duì)記憶的研究和為操縱記憶的努力進(jìn)展迅速。在美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)的支持下,研究人員開(kāi)發(fā)了一種“記憶假體”,旨在通過(guò)電子刺激人腦中的記憶中心,來(lái)增強(qiáng)記憶的形成與回憶。
加州大學(xué)洛杉磯分校的生物學(xué)家David Glanzman將一只海蛞蝓的R N A 注入另一只海蛞蝓,從而創(chuàng)建了人工記憶
這份報(bào)告中用來(lái)創(chuàng)造人工記憶的方法,并不會(huì)很快在人類(lèi)中使用。
相比之下,使用被稱(chēng)為“永恒陽(yáng)光”—以好萊塢電影《美麗心靈的永恒陽(yáng)光》命名的藥物(zeta抑制肽,或ZIP)來(lái)進(jìn)行的記憶擦除,可以用來(lái)治療慢性疼痛。
這些努力背后有合法的動(dòng)機(jī)。記憶被稱(chēng)為“靈魂的抄寫(xiě)員”,它是個(gè)人歷史的源泉。有些人可能會(huì)尋求恢復(fù)丟失或部分丟失的記憶。其他人,例如那些患有創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙或慢性疼痛的人,可能會(huì)試圖通過(guò)擦除記憶來(lái)尋求對(duì)創(chuàng)傷的緩解。
這份報(bào)告中用來(lái)創(chuàng)造人工記憶的方法,并不會(huì)很快在人類(lèi)中使用:沒(méi)有人像實(shí)驗(yàn)中使用的動(dòng)物一樣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)基因手術(shù),也不可能接受多次植入光纖電纜和病毒注射。然而,隨著技術(shù)和策略的發(fā)展,操縱人類(lèi)記憶的可能性變得更加真實(shí)。
創(chuàng)造人工記憶使我們更加了解記憶是如何形成的,并最終可以幫助理解和治療像阿爾茨海默病這樣的可怕疾病。
記憶是人類(lèi)的核心。我們需要保持警惕,確保任何“操縱”都是道德的。