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1999年,全国高考作文题“如果记忆可以移植的话”引起了巨大的讨论。 这个当时被认为是科幻色彩的话题似乎已经成为了现实。
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作者/王梦影/秦珍子
头被电线指向,加州的海闪毫不犹豫地蜷缩起来躲避。 不擅长电是什么,自然没有防御行为。 美国加州大学洛杉矶分校教授大卫·格兰茨曼认为,这种行为可能来自某种记忆。 这个记忆是另一只兔子。 告诉了我电击的厉害。
提取受过训练的兔子rna,注射到未经训练的兔子体内的模式图中(图像由回答者提供)。
上周,这位神经生物学家和他的团队在在线论文平台enuro上公布了最新的实验成果。 他们相信,上述兔子的反应等于“记忆移植”。 1999年,全国高考作文题“如果记忆可以移植的话”引起了巨大的讨论。 这个当时被认为是科幻色彩的话题似乎已经成为了现实。
移植的愿景重新燃起了治愈老年痴呆症的希望。 据《年世界阿尔茨海默病报告》报道,全球平均每3秒就有1例新患者,预计到2050年全球患者将突破1亿3千万人。 我国目前老年痴呆症患者超过800万人。
众所周知,这种病腐蚀人的记忆。
格兰茨曼对中国青年报新闻网记者表示,他了解其痛苦,似乎“用隐形墨水写字”,无论怎样努力也不会留下什么。 他认为:“大脑是创伤后压力综合征( ptsd )、失忆症等多种痛苦的来源。” 加深对记忆的理解,可以将人类从越来越多的苦难纠缠中解放出来。
但是,这个实验在学术界备受争议,格兰茨曼是不折不扣的少数派。
又是兔子做的工作
加州兔巴掌大,形状像没有壳的蜗牛,肚子下面扎着裙子一样的肉下巴。 半个世纪以来,这些黏糊糊的、行动迟缓的家伙活跃在了解科学的研究中。 其神经元比较大,直径可达1毫米,便于科学家用显微镜注意。 有2万个神经元,比哺乳动物少得多,但具有与人的脑神经系统相似的属性。
在格兰茨曼研究所的潜水艇里。 其中一点被格兰茨曼和学生握住,肉下巴被电线抓住也不动,慌忙收缩直到受到电击。 多次重复,即使断电,电线一接触就采取防御姿势,持续了40秒左右。 这个训练会让兔子发生条件反射,把电线和缩回的动作联系起来。
接下来,格兰茨曼的团队从这些训练过的兔子的大脑中提取了所有的rna (核糖核酸)物质。 与其着名的表兄弟dna (脱氧核糖核酸)一样,rna也是螺旋状上升的双链,携带遗传新闻,广泛分布于细胞中。 这些物质被注入了完全未经训练的兔子体内。
全天候后,面对电线的叩诊,接受rna注射的兔子熟练地缩紧了脸颊,持续了40秒。 这激发了整个实验室,取得了明显没有学习的经验。
图表中显示的实验结果(图像由回答者提供)
小组同样提取未经训练的兔子的rna,这些物质不能“增长见识”同样“无知”的同类。 格兰茨曼团队相信,rna会促进某种遗传变化,长时间的记忆会储存在rna中。
他们认为,这个实验等于将一群兔子的经验移植到另一群兔子身上。 rna是一种交通工具。
这部科幻小说的常规成功在学术圈很快引起了争论。
设计实验的逻辑链受到质疑。 一位伯克利大学的神经科学家对中国青年报新闻网记者说,兔子的防御几乎是自然反应,由基因的“开关”控制。 格兰茨曼的注射可能只是不小心按了开关。 并不是移植了记忆。
在北京师范大学专注于记忆研究的蔡瑛告诉中国青年报新闻网记者,她不太放心的是rna活泼的个性。 研究表明,这种蛋白质乐于参与身体的新陈代谢。 那不是贮藏箱,是塑料袋,记忆可能会装进口袋,很快就离开了。 真正牢固的记忆保管箱还有别的地方。 “被认为移植了很长时间记忆的兔子可能什么都不记得了。”
格兰茨曼的实验与记忆研究的主导观点格格不入。
加州理工大学着名华人神经科学家蔡立慧公开表示,这项研究“感兴趣,让人印象深刻”,但也称“非常激进”。
她相信神经突触在记忆存储中的重要意义。 这也是整个记忆研究的主流观点。 记忆产生于神经突触的变化中,也保存在那里。 一个神经元有数百个突触,像大树一样长着茂密的枝桠。 突触圆圆的小手能够彼此牢牢地攀登,生物电流通过它们流动,生物据此感受、思考、行动。
在主流的记忆研究中,兔子也有助于人们认识到突触在记忆中起着重要的作用。 哥伦比亚大学生化学与分子生物学系教授埃里克·坎德尔利用兔子的防御机制研究神经元,得出了使神经元长时间记忆突触的重要结论,获得了2000年诺贝尔生理学或医学奖。
请做实验
格兰茨曼对争论有充分的心理准备,他知道自己的“非主流”身份。
对业内许多研究者来说,基于rna的“记忆移植”是死胡同,不值得尝试。 20世纪60年代,在激进的实验中,研究人员首先训练绦虫群,使之对光产生反应,然后将它们切碎,喂给未经训练的昆虫群。 饱腹的人似乎对光有腹部的食物做出了反应。 研究人员怀疑某种遗传物质在起作用。
“科学上并不都是同类相食,请不要紧张。 ”。 格兰茨曼对中国青年报新闻网的记者说。 这个实验没有顺利复制,之后关于rna的老鼠实验也没有成功。
转向这个充满争议的方向,格兰茨曼认为迄今为止最具挑战性的是说服自己的学生帮助他做实验。
他花了几个月时间要求他们参加。 他们多次拒绝自己的“上司”,即使给他拿工资。
“你疯了! ’学生对他说。 “请你试一下好吗? ”格兰茨曼说。
格兰茨曼没有质疑主流理论。 他在哥伦比亚大学作为博士后开展研究,在坎德尔的实验室。 那个时候他最在意神经突触,但他认为只要努力学习这方面的知识,他总是能理解记忆是怎么样的。
“年轻啊,天真啊”格兰茨曼回忆起往事,感叹道。 他现在是白胡子和尚,下腹有点突出。
他也和“rna存储长期记忆”理论的拥护者一样,没有系统的、自洽的反对理论。 他只不过是被几个实验结果推着走,反应的时候已经在现在的路上了。
他“自我说服”是因为这是一个转折性的实验。 培养皿中有一群神经元,在显微镜下像乒乓球一样撞过来。 他向其中注射了蓝色墨水之类的新闻物质,模拟了生物长时间记忆形成的过程。 神经元的突触就是因为这个疯狂而成长的,就像一个迅速复制的小球。 随着时间的流逝,小球又像阳光下的肥皂泡一样消失了。
实验“很帅”,格兰茨曼想起来了,但没有预想中的那么多。
他惊讶地发现,尽管数量一致,但培养皿中最初的突触和最终留下的突触不一样,原始突触和复制突触留给谁,概率完全是随机的。
认为这表明突触与记忆记忆的形成密切相关,但突触与记忆记忆的关系并不如想象中那么紧密,于是眼球逐渐转移到了rna上。
他不介意被命运捉弄。 20世纪70年代,在披头士的歌曲和《爱与和平》的呼声中,年轻的格兰茨曼想演电影。 他大二年退学,一个人去了纽约,在一家大型娱乐企业做助理。 他看不上好莱坞,向往“地下电影”。
这个梦想很快就破灭了,格兰茨曼回到校园,在印第安纳大学读心理学本科,在斯坦福大学获得这个专业的博士学位。 在斯坦福大学,我对了解神经学感兴趣,去了坎德尔的实验室,接触了记忆研究。
“在这个行业的利益是,你不担心不能工作。 ”格兰茨曼说。
活着就是给人增加记忆
如果认定记忆储存在rna中,就可以进行记忆移植。 rna比许多复杂的突触互联网更容易提取和复制。
格兰茨曼举出了“残暴”的例子。 钢琴家手指被割破不能演奏贝多芬,并不意味着他不能。
记忆是钢琴家,突触是他的手指,rna是他的大脑。 一个是表达,一个是记忆。 只要有rna,就有记忆。 活跃的突触因年龄和疾病而衰弱,但戴上假手后,钢琴家可以重新响起琴键,记忆也再次被唤醒。
“一直在那里,你没有失去它。 ”格兰茨曼说:“你只需要一点时间把它拿回来。”
我们一般体验“婴儿期失忆”,记不住婴儿期的事件。 关于这个现象有很多解释。 格兰茨曼认同德国心理学家1987年的理论:婴儿期的记忆不会因空而消失,而是可以在大脑层留下印记。
患有老年痴呆症的人失去了寻找记忆的钥匙。 在记者采访的人中,一位男销售员的祖父忘记了饥饿的概念。 春节年轻人下楼取快递,老人吞了三十多个饺子,边吃边吐。 一位女制片人的祖母不记得她的家人。 包括这个她捧在手心的女孩。 老奶奶多疑易怒,对在家的这么多“陌生人”感到惊讶。 “我只能让她忘记。 ’她对中国青年报新闻网的记者说。
格兰茨曼认为自己还是幸运的,亲人从未经历过这样的痛苦。 他很了解科学史上有名的患者“h.m”。 1953年,27岁的他因手术脑部受损,无法长时间记忆,“连金鱼都不如”。
“没有记忆你就不活着”格兰茨曼说:“你只是暂时存在。”
“h.m”的大脑被研究了50年,人类开始理解记忆的功能和结构。 现在的记忆研究是一个巨大的行业,细小的分支不断扩大:长时间记忆、短期记忆、概念记忆,如“苹果是红色的”、语义记忆,如“苹果意味着什么”……每个人都有一套方法。
很多人像格兰茨曼一样做动物实验。 他们探索了一系列经典的记忆模型,其中一个互相否定。 蔡瑛是北师大师,从薛贵教授开始,首先参与人类实验。 “杀人不能取出物质”是指,首先给予刺激和诱惑,通过核磁共振使大脑的某处活跃地点亮。
格兰茨曼觉得自己在那个时候比同类相食的虫子取得了更大的进步。 那时的人们知道rna的存在,但不知道,好像蒙着眼睛在做实验,难免失败。 他的一代受益于遗传生物学的长足发展,了解了rna的从事机制和分类。 格兰茨曼认为,并不是所有的rna都承担着存储记忆的工作,没有编码的东西都有这个功能。
他认为那不是死路,但那时只是“条件不成熟”。
他希望未来能利用rna恢复失去的记忆。 另一方面,通过逆转唤醒记忆的过程,ptsd患者和因不良记忆而无法正常生活的其他人可以将它们存档。
路途漫长,格兰茨曼还需要动物实验和培养皿的注意,揭示了兔子复制防御反应背后的机制。 最终明确了这些小动物的rna是如何携带和保存记忆的。
更麻烦的是,人脑中有1000亿个神经元,其作用机制之多和复杂性是兔子无法比拟的。
迄今为止,还没有科学家明确记忆的本质是什么。
每年年末蔡瑛都会读《自然》杂志,在世界百大未解之谜中发现这个问题。 没有被所有人公认的模式,也没有完全统一的理论。
rna存储的长期记忆至今仍是新的假说。 格兰茨曼只能走一步。 到了少数派,他感到不安,确实害怕自己是不是错了。 但是,他打包了这些感情,让rna睡着了。 如果他是对的话。
他现在最期待的是越来越多的人在重复自己的实验。 这样,这个方向越来越受到重视。 面对五年一度的国家基金委员会审查,他不用那么辛苦就能拿到钱做下一份工作。
虽然治疗重症似乎还很遥远,但他不相信真的有人会通过这项技术转移记忆中的长生不老。 他说,当人类终于搞清楚记忆是什么的时候,我们的地球已经不在了,大家都移居到了外星——人类对宇宙的了解似乎比对记忆的了解还要深。
“我们的大脑比黑洞还要多,而且是杂多的。 ’格兰茨曼说:“精巧,多而杂,脆弱。”
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原题:“记忆移植实现了吗? ’
原文刊登在《中国青年报》(年05月23日11版)上
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标题:“记忆可以移植了?”
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