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用光遺傳學修改小鼠的記憶

日期:2016-02-25 08:57:12

 最近,英國牛津大學的一組研究人員,首次在哺乳動物中引起了聯(lián)想記憶的外部解碼。研究人員在《Nature Neuroscience》雜志上發(fā)表的研究中,描述了他們是如何在測試小鼠中引起聯(lián)想記憶形成的,以及他們用來記錄它的技術,使記憶被刪除。

 

當科學家們繼續(xù)研究大腦時,他們正在了解更多關于“存儲或消除記憶的方法”的信息,僅僅在兩年前,麻省理工學院(MIT)的一個團隊發(fā)現,他們可能導致小鼠大腦中形成記憶,從而強迫它記住從未發(fā)生過的事情。在這項新的研究中,研究人員已經找到了一種方法,使小鼠停止將某個房間與一段愉快經歷——記錄聯(lián)想記憶的一種方式——聯(lián)系起來。

 

這些實驗包括,首先通過在一個房間里放置少量的可卡因,使測試小鼠產生聯(lián)想記憶。在很短時間后,相比較另一個房間——那里只提供鹽水溶液,小鼠更喜歡放置少量可卡因的房間。接下來,研究人員確定了小鼠海馬區(qū)中與愉悅記憶相關的位置細胞(place cell)。這使得他們能夠對小鼠進行基因改造,使這些細胞成為光敏感的細胞。該小組將光纖電纜插入腦區(qū),并將其打開,同時,再一次允許小鼠進入曾經放置可卡因的房間,他們發(fā)現小鼠不再喜歡有生理鹽水的房間——聯(lián)想記憶已經消失了。研究小組還發(fā)現,其他無關的放置細胞變得活躍,這會導致小鼠在不知不覺中創(chuàng)建一副新的認知圖,與曾經有愉快記憶的房間沒有關聯(lián)。

 

該研究小組稱,他們這是首次使用外部技術重新編碼哺乳動物的記憶。他們指出,這也印證了什么是所謂的記憶痕跡理論,這種理論認為,記憶被生物物理地儲存,由于腦區(qū)內的生化改變而出現。

 

光遺傳學使得人們能夠通過光線來操控神經元,這一技術入選了The Scientist評選的2015年重大技術進展。科學家們通過結合光遺傳學控制神經元與光遺傳學讀出它們的活動,正在繼續(xù)改進這一技術。也相繼有研究利用光遺傳學這一技術,來操控記憶。

 

光遺傳學重大突破,操縱記憶不再是幻想

 

《記憶裂痕Paycheck》的主人公在完成一個秘密項目之后接受了記憶刪除,結果他的整個生活都陷入了危機。現在,科學家們不僅能夠抹去一段記憶,還可以重新激活它,操縱記憶已經不再是科幻片中的狂想。

 

光遺傳學重要成果:讓壞記憶變美好

 

來自麻省理工學院的一項新研究揭示了控制記憶與正面或負面情感關聯(lián)的大腦回路。此外,研究人員還發(fā)現采用光遺傳學(optogenetics)——一種利用光線來控制神經活動的技術,可以倒轉特殊記憶的情感聯(lián)系。

 

用光操縱記憶?

 

加州大學戴維斯分校神經科學中心和心理學系的研究人員,利用光消除了小鼠腦中的特定記憶,并證明了一個關于“大腦不同部分如何共同工作來檢索情景記憶”的基本理論。相關研究結果發(fā)表在《Neuron》雜志。

 

利用光即可抹去痛苦記憶

 

由美國斯坦福大學的卡爾•迪瑟洛斯(Karl Diesseroth)首次倡導的光遺傳學(optogenetics)是一項利用光操控和研究神經細胞的新技術。光遺傳學技術自問世后迅速成為研究大腦功能的標準方法。

 

光遺傳學開創(chuàng)性成果:找回“丟失”的記憶

 

利用光來激活一些腦細胞可以喚回因遺忘而“丟失”的記憶。在發(fā)表于2015529日《科學》(Science)雜志上的一篇論文中,來自麻省理工學院的研究人員透露利用一種稱作為光遺傳學(optogenetics)的技術,他們能夠重新激活以其他方式無法恢復的記憶。

 

光遺傳學突破:用光提高記憶力

 

隨著一個新的植物-人混合蛋白分子(稱為OptoSTIM1)的產生,迅速發(fā)展的光遺傳學領域又獲得了一個突破性的進展。來自韓國先進科技學院(KAIST)、韓國基礎科學院(IBS)認知和社會性中心的一個研究小組,將相關研究結果發(fā)表在2015年九月十四日的《Nature Biotechnology》。

 


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