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“盜憶空間”:神經學家成功對小鼠植入虛假記憶

眼見不一定為實,記憶也同樣不一定可靠。在訴訟案件中,目擊證人的回憶性證詞不真實的案例不在少數。日前,麻省理工學院(MIT)的科學家成功將虛假記憶植入小鼠的腦部,并發現這些虛假記憶與真實記憶非常相像。研究結果發表在《科學》上。

情景記憶是涉及空間、時間及具體情景的記憶。為了探究情景記憶的表征能否結合外部刺激產生新的記憶,諾貝爾生理學獎獲得者、皮考爾學習與記憶研究所的神經生物學教授利根川進(Susumu?Tonegawa)和同事使用光遺傳學(Optogenetics)技術,向小鼠的大腦里植入虛假的情景記憶,上演了一場“盜憶空間”(下圖)。


基本試驗流程:在服用多西環素(Dox)過程中,受試小鼠體內光敏感通道蛋白不被表達。停止服用多西環素后,小鼠被帶到房間A,光敏感通道蛋白對形成記憶的細胞進行標記。翌日,小鼠被置于房間B進行電擊,使之形成恐懼記憶,同時利用藍光脈沖激活光敏感通道蛋白標記的細胞。第三天,小鼠回到房間A,隨后被置于房間C。紅色代表編碼在房間A中的情景記憶、并被標記的神經元;灰色、白色分別代表編碼在房間B、C中的情景記憶的神經元。星號表示被所在情景或光脈沖激活的神經元。圖片來源:Steve Ramirez et al. Creating a False Memory in the Hippocampus. Science. 2013.341(6144):387-91

記憶形成時,c-fos基因會被表達。通過基因操作,研究者使小鼠齒狀回(Dentate gyrus)的神經細胞在表達c-fos基因時,同步表達光敏感通道基因——通過這種方式,神經細胞在編碼記憶時就被光敏感通道“標記”了。光敏感通道蛋白(Channelrhodopsin)在受到藍光刺激時能夠激活所在的神經元。因此,研究者可以通過藍光干預與情景記憶有關的神經活動。

首先,研究者將小鼠置于一間房間A中,讓它們悠然自得地呆著。小鼠會自然產生對房間A的情景記憶,而記錄這些記憶的細胞則被隨之表達的光敏感通道所標記。第二天,這些小鼠被帶到一間與A截然不同的房間B里。在那里呆了一會兒后,小鼠的腳會突然遭受一下電擊。同時,研究者利用藍光激活昨天編碼房間A記憶的神經元。小鼠因感到恐懼而僵住,并形成記憶。第三天,小鼠舊地重游,回到最初悠然自得的房間A。然而這次,它們也害怕得僵住了——盡管它們從未在這間房被電擊過。這表明,小鼠形成了虛假的記憶,認為自己曾經在房間A遭受過電擊,從而表現出恐懼應答。而當被置于另一房間C時,這些小鼠則不會僵住。

研究者還發現,在小鼠回憶起虛假記憶后,杏仁核中的神經活動會立即上升到回憶真實記憶時的水平。杏仁核是處理恐懼情緒的腦區,接收來自海馬的記憶信息。利根川進指出,無論記憶是真實抑或虛假,大腦回憶這些記憶的神經機制都是相同的。

接下來,研究團隊將探討記憶在大腦里是如何被扭曲的。

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發布于2013-07-29, 本文版權屬于果殼網(guokr.com),禁止轉載。如有需要,請聯系果殼

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