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光遗传学技术可消除老鼠的特定记忆

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这听起来像是科幻电影《黑衣人》中的情节,剧中“黑衣人”特工使用闪光器擦除人类记忆。目前,美国加州科学家最新研制一种类似装置,使科幻技术更接近现实,能够用闪光成功消除老鼠的记忆。科学家使用闪光擦除老鼠的特殊记忆,并证实老鼠大脑如何恢复情景记忆的基础理论。这项技术叫做“光遗传学(optogenetics)”,是由美国斯坦福大学科学家卡尔-迪塞罗斯(KarlDiesseroth)提出的,使用一种新的方法通过闪光控制大脑神经细胞。

该技术正在迅速成为调查研究大脑功能的新标准方法,美国加州大学戴维斯分校的KazumasaTanaka和布莱恩-维尔特根(BrianWiltgen)应用光遗传学技术测试关于记忆恢复的理论。

光遗传学技术可消除老鼠的特定记忆

维尔特根指出,神经系统科学家理论认为,恢复情景记忆(关于特定地点和事件的记忆内容)涉及到大脑皮质和海马体的协调活动。通过分析大脑皮质和海马体在记忆恢复过程产生的活动类型,可使人们重新体验这一记忆内容。

如果海马体受到损伤,患者将失去之前的大脑记忆,然而之前理论模式很难直接测试,直至光遗传学技术出现。维尔特根和同事对转基因老鼠进行了实验,当它的神经细胞被激活,均呈现绿色荧光,并表达一种特殊蛋白质起到关键作用,在闪光刺激下是否激活神经细胞。

因此科学家能够精确地测定激活恢复记忆的皮质和海马体中的神经细胞,同时通过光纤电缆的光线进行直接刺激。他们将老鼠放在笼子里,并实施温和的电击,正常情况下,老鼠在一个新的环境中会用鼻子四处嗅闻和探索,但当放入笼子中,这些之前曾在笼子被电击的老鼠会产生一种“恐惧响应”。

KazumasaTanaka和维尔特根在实验中对老鼠记忆恢复过程中进行光线刺激,首次证实能够对这些涉及学习和演示的神经细胞进行标识。之后他们能够切换海马体中特殊的神经细胞,表明老鼠失去了关于电击的不愉快记忆内容。同时,他们研究显示切换老鼠海马体中其它细胞并不会影响记忆恢复。

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