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破解記憶 撰文:阿爾西諾·J·席爾瓦 (Alcino J. Silva) 翻譯:毛榕榕.

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1 破解記憶 撰文:阿爾西諾·J·席爾瓦 (Alcino J. Silva) 翻譯:毛榕榕

2 最近,科學家破解了大腦儲存、提取記憶的機制,這一成果不僅有助於我們更好地理解大腦,更能為一些記憶相關的疾病找到治療方案。
我們的記憶依賴於我們對現實世界細節的回憶能力,比如一個孩子的面孔,一只大雁、一片湖泊。要把這些細節轉化為真實的生活經驗,大腦必須要把獨立的記憶單元融合為一個整體——當那個孩子看到一群大雁突然從湖邊的蘆葦中飛起來的時候,孩子的臉上會浮現怎樣的表情呢?

3 記憶的整合也取決於其他因素。人類得以在球上生活上百萬年,依靠的不僅僅是回憶正確的信息——例如一頭獅子或一條蛇——我們還需要回憶當時的場景。我們是在非洲與世隔絶的熱帶草原地區與這只動物相遇,還是在聖迭戈動物園遊覽時不經意地看了它一眼?

4 為了避開日常生活中其他類型的“敵人”,我們也需要把不同時間內獲得的記憶連貫起來。例如,一個看起來似乎非常具有吸引力的項目是否值得投資,主要取決於它的推薦來源:項目推薦人的可信度。如果不能把項目的吸引力和推薦人的可信度結合起來考慮,將會帶來災難性的後果。

5 大腦如何把空間和時間上有著巨大差異的不同記憶關聯起來,是目前神經科學界費盡心思想要解決的難題。迄今為止,已經有大量的研究在關注我們如何獲取、儲存、提取記憶,以及如何改變生命個體的記憶。不過絶大多數記憶並不是單獨、孤立的存在。實際上,一段回憶能夠喚醒下一段,並能構建成錯綜複雜的一系列記憶,使我們能更好地預測和理解我們身邊的世界。

6 在我們和其他實驗室進行了20多年的研究之後,大腦創造關聯性記憶的基本原理正逐漸展現在我們面前。弄清楚大腦如何把獨立的記憶編織在一起,不僅能幫助我們深入理解大腦是如何工作的,也能在未來的某一天幫助我們預防那些影響記憶整合的記憶疾病。

7 “記憶分配”現象 我和我的研究團隊從上世紀90年代後期開始進行記憶關聯的研究,當時尚缺乏解決這個問題的工具和基本知識。研究記憶是如何關聯在一起的第一步,也是關鍵性的一步,來自於我們實驗室發現的“記憶分配”(memory allocation) 現象。這種現象是指,大腦會採用特定的規則,將通過學習獲得的信息分配到與記憶形成相關腦區的多群神經元中。

8 “記憶分配”現象的發現純屬巧合。這一切起源於1998年我在耶魯大學訪學時,與我的朋友兼同事邁克·戴維斯 ( Mike Davis,現就職於埃默里大學)
的閒聊。戴維斯向我分享了他的新發現:通過操作一個名為CREB的基因能夠增强大鼠的情緒記憶——這種情緒記憶體現為特定聲音和足底電剌激之間的聯繫。在此之前,我的實驗室和其他研究小組均發現記憶的穩定化需要CREB基因的參與。CREB基因之所以能穩定記憶,是因為它編碼的CREB蛋白能夠調控記憶過程所需要的其他基因的表達。在學習過程中,新突觸 (神經元之間信息交流的節點)的形成使得神經元之間的連接程度增强。處於激活狀態的CREB蛋白就像是這個過程中的分子“建造師”。如果沒有CREB蛋白的幫助,大多數經歷很快就會被遺忘。

9 讓我感到驚訝的是,戴維斯的團隊只是提高了杏仁核中少量神經元的CREB蛋白水平(杏仁核是一個已知的負責情緒記憶的腦區),就能增强記憶。在耶魯大學訪問結束後的幾個月裏,幾個問題一直在我的腦海裏徘徊:在記憶形成過程中,大腦為何選擇了少數擁有較多CREB蛋白的神經元負責記憶的儲存?難道神經元內CREB的數量不僅僅有助於穩定記憶,還能讓這些神經元更有可能參與記憶的形成?

10 在接下來對CREB蛋白的研究中,我們開始追踪CREB在某幾個記憶相關腦區中的功能,包括負責情緒相關記憶的杏仁核,以及儲存與環境信息相關的“內在認知圖譜”的海馬體。
對於科學來說,發現問題和解決問題一樣重要。和戴維斯的談話讓我意識到,神經科學家幾乎完全不清楚這其中的規則:大腦是如何把一段記憶分配到不同腦區負責加工和存儲它們的神經元中的?

11 曾在戴維斯實驗室研究CREB蛋白的神經科學家希娜·喬斯林(Sheena Josselyn)加入我們的研究團隊之後,第一個重大突破隨之而來。喬斯林在我的實驗室,以及多倫多大學她自己的實驗室中主持了一系列動物實驗,以病毒為載體,將過量的CREB基因拷貝轉入小鼠杏仁核的特定神經元。她發現這些過量表達CREB蛋白的神經元參與恐懼記憶儲存的可能性比周邊神經元高了近4倍。

12 經過了近10年的努力,2007年我和喬斯林的研究團隊共同發表了論文,表明情緒記憶並不是被隨機地分配到杏仁核的神經元中,而是被儲存到CREB蛋白更多的神經元內。同樣重要的是,其他研究團隊的實驗表明,CREB在其他腦區也具有類似的功能,包括海馬體和大腦皮層。

13 更多的CREB蛋白 為了確定CREB蛋白在記憶分配中的作用機制,我們採用了一些新技術。這些技術在近年來改變了記憶研究的局面,使得激活或抑制神經元活動成為可能,進而能夠有效地激活或抑制記憶。

14 其中一個例子是,當時在我的實驗室工作的周宇(Zhou Yu,現為青島大學基基礎醫學院教授),通過基因操作,讓小鼠杏仁核的一小群神經元提高了CREB蛋白的表達量,同時還讓它們達了一種由索爾克生物科學研究所埃德·卡拉韋(Ed Callaway)實驗室設計的蛋白,這種蛋白可以抑制神經元的活動。當CREB表達量較高的神經元被抑制時,CREB表達量相對較低的神經元仍能保持活躍狀態,但是小鼠的情緒記憶受到了抑制。這個証據有力地証明了CREB蛋白表達量較高的神經元參與了記憶的儲存。

15 雖然我們已經知道了CREB蛋白的多少能夠決定哪些神經元參與記憶儲存,但我們仍然不清楚這是怎麽發生的。斯坦福大學的羅伯特·馬倫卡(Robert Malenka)和同事發現,成癮性藥物會激活特定神經元內的CREB蛋白,提升這些神經元的興奮性(使它們容易被激活)。那麽,興奮性的增强,是否是大腦選擇這些神經元來儲存記憶的原因呢?為了証明這個問題,周宇改造了杏仁核神經元,使它們產生更多的CREB蛋白。隨後利用極小的微電極,去檢測這些神經元被激活的容易程度,也就是檢測神經元的興奮性。實驗結果証實,改造過的神經元比正常神經元更容易激活。神經元興奮性的增强(可以更好地接收和傳遞電脈沖,以實現神經元間的信息傳遞),說明這些神經元為記憶儲存相關的過程做了更完善的準備。

16 為証實這個想法,周宇進一步觀察了CREB蛋白較多的神經元之間的突觸連接。大量証據顯示,突觸連接强度的增强是記憶形成的關鍵。在訓練小鼠進行一個學習任務,使之形成一段情緒性記憶之後,周宇檢測了杏仁核中CREB高表達神經元的突觸連接强度(高表達是指,CREB基因更活躍,合成了更多CREB蛋白)想知道它們是不是比CREB蛋白水平沒有改變的神經元之間的連接更强。她用微電流剌激神經元的突觸,並用一個植入細胞內的微電極記錄神經元的反應。不出所料,杏仁核中CREB高表達神經元比其他神經元擁有更强的突觸連接,這也支持了我們的假設:CREB高表達神經元很可能已經儲存了情緒記憶。

17 在最近的一項研究中,喬斯林的實驗室証明了恐懼記憶可以儲存在一群指定的杏仁核神經元中。研究人員通過基因工程手段,使這群神經元產生一種特殊的離子通道,從而增加神經元的興奮性。離子通道能夠在神經元表面形成孔道,而喬斯林的那種離子通道,能使神經元更容易被激活。無獨有偶,來自霍華德·休斯醫學研究所珍利亞農場研究園區的神經科學家艾伯特·李(Albert Lee)的研究團隊發現,當動物在軌道上運動時,人為增强海馬神經元的興奮性,可以使動物傾向於在軌道的特定區域作出反應。這個結果與我們的發現一致,即神經元的興奮性在決定哪些神經元參與記憶儲存中起著關鍵作用。

18 最後,我們和喬斯林的團隊,利用一種名為光遺傳學的突破性技術(這種技術使用光激活或抑制神經元活動),選擇性地激活了CREB高表達神經元。當時在我的實驗室工作的兩位科學家,托馬斯·羅杰森(Thomas Rogerson)和巴拉吉·加亞普拉卡什(Balaji Jayaprakash)通過基因操作,讓杏仁核神經元合成了更多的CREB蛋白和光敏感通道蛋白2 (ChR2)。藍光可以激活ChR2,進而導致神經元興奮。結果發現,使用藍光激活小鼠杏仁核內CREB高表達神經元,可以人為地喚醒小鼠的恐懼記憶,但是用藍光刺激CREB蛋白水平沒有升高的神經元,則不會產生這個效果。這一結果讓我們能夠確認,記憶確實儲存在CREB高表達的神經元中。

19 “分配 - 關聯”假說 我在2009年受邀撰寫了一篇關於記憶研究的文章,向公眾介紹了我的想法:記憶是如何跨越時間關聯在一起的。CREB蛋白決定哪些神經元參與記憶儲存的能力——換言之就是記憶的分配——引導我提出了這樣一個假設:“記憶分配”可能是大腦將兩段獨立的記憶關聯在一起的關鍵機制,我們的研究團隊將它命名為記憶的“分配 - 關聯”(allocate to link)假說。因為記憶分配發生在一群CREB表達量較高、更容勿激活的神經元中,所這個過程啟動了這些神經元,讓它們做好準備去儲存另一段記憶。當兩段記憶共享了一定數量的神經元時,它們就正式地關聯在了一起。

20 我們認為兩段發生時間接近的記憶(比如在同一天內形成)比那些時間間隔較長的記憶更容易關聯在一起。當兩段記憶發生的間隔大於一天,後一段記憶的存儲就不再得益於前一段記憶所觸發的神經元興奮性的增强,因此將被存儲在完全不同的神經元群體中。

21 因此,當個體回憶起關聯在一起的兩記憶中的一段時,這些神經元就會激活,從而觸發對另一段記憶的回憶。這個假設的關鍵在於,我們認為兩段發生時間比較接近的記憶(比如在同一天內形成)比那些時間間隔較長的記憶更容易關聯在一起。當兩段記憶發生的間隔大於一天,後一段記憶的存儲就不再得益於前一段記憶所觸發的神經元興奮性的增强,因此將被存儲在完全不同的神經元群體中。這種帶有時間限制的記憶關聯屬性是有理可循的,因為在一天內發生的兩件事遠比相隔一周發生的兩件事更有可能關聯在一起。

22 撰寫文章並勾畫出這些想法,讓我越來越想去証實它們。“分配 - 關聯”假說本身已經足夠清晰明確,但我們應該怎樣去驗証它的合理性卻並不是一件容易的事。我們需要等待合適時機的到來。
在蔡迪卡(Denise Cai)和賈斯汀·肖布(Justin Shobe)加入這項研究之後,轉機出現了。蔡迪卡想出了一個聰明的辦法:她與肖布一起,將小鼠先後放置於兩個不同的箱子中,中間間隔5小時,期望小鼠能把兩個這箱子旳記憶關聯在一起。需要注意的是,在第二個箱子中,他們對小鼠進行了一次輕度的足底電擊(在第一個箱子中時,小鼠没有受到電擊)。

23 不出所料,當蔡迪卡把小鼠再次放回第二個受到足底電擊的箱子中時,它們表現出了僵立行為,這是因為小鼠回憶起它們曾在那裏受到過電擊。這種僵立行為是小鼠對恐懼的自然反應,因為多數捕食者更容易發現移動中的獵物,静止不動能夠讓小鼠更有可能逃過被捕食的命運。 當蔡迪卡和肖布再次將小鼠放進第一個箱子裏時,關鍵性結果出現了。我們推斷,如果小鼠在兩個箱子裏形成的記憶是關聯的,那麽當它進入未遭受過電擊的箱子時,就會回憶起在另一個箱子中所遭受的剌激,進而表現出僵立行為——這正是我們此次實驗的發現。

24 我們進一步推測,如果這兩段記憶的形成存在7天的間隔,那麽它們就不太可能發生關聯。實際情況也正如我們所料,在較長的時間間隔後,將小鼠放進支遭受過電擊的箱子,並沒有喚起它們對另一個箱子的回憶,僵立行為也沒有出現。一般來說,當間隔時間大於一天的時候,兩段記憶就不會關聯在一起。 這些行為學結果令人感到興奮,但是依然沒有証實“分配 - 關聯”假說的關鍵部分:在較短時間間隔內形成的、相互獨立的記憶片段,被儲存在同一腦區內有一定重合度的不同神經元群體中。這種生理上的重合使兩段記憶關聯在一起——對其中一段記憶的回憶會觸發另一段記憶。

25 U.C.L.A.微內窺鏡 要驗証“分配 - 關聯”假說,最好的方法莫過於直接觀察記憶在大腦中的形成過程。 雖然在活體小鼠身上實時觀察神經元活動的技術已經進入了實驗室,但這些技術全部都需要將小鼠的頭部固定在巨大的顯微鏡鏡頭下以滿足成像的需求,這對於我們接下來要做的。能夠驗証上述假說的行為學測試非常不便。

26 讓我感到非常神奇的是,在我的職業生涯中,每當我迫切需要某種新技術的時候,它就會適時出現。當時,我偶然參加了在加利福尼亞大學洛杉磯分校舉行的研討會,斯坦福大學的馬克·施耐澤(Mark Schnitzer)教授在會上介紹了他們剛發明的、可以在自由活動的小鼠上觀察神經元活動的微型顯微鏡。這個重量只有2 ~ 3克的顯微鏡能夠像帽子一樣戴在動物頭上。這正是我們所需要的設備,可以用來跟踪觀察被記憶激活的神經元。利用這種設備,我們能夠觀察一段記憶能否激活幾小時前曾儲存過一段記憶的神經元,從而判斷“分配 - 關聯”假說是否正確。

27 這項精妙發明所帶的希望極大地鼓舞了我們,我們決定在這項發明的基礎上,構建一個自家版本的微型顯微鏡。我們與同在加利福尼亞大學洛杉磯分校的佩曼·戈爾沙尼( Peyman Golshani )、巴利特·卡赫(Baljit Kakh)組建起了一個團隊,並聘請了極富才華的博士後研究員丹尼爾·阿哈羅尼(Daniel Aharoni),制造出了我們稱之為“U.C.L.A微內窺鏡”(U.C.L.A.miniscope)的微型顯微鏡。

28 與施耐澤的微型顯微鏡相似,我們研發的新型微內窺鏡也需要將一個鏡頭埋置在準備觀察的神經元附近。微內窺鏡通過基座固定在動物頭骨上,以確保在任務訓練和記憶測試時保持穩定。我們的團隊在借鑒其他技術的同時,也樂於將新技術分享給大家。作為科學界開源運動的熱心支持者,我們已經向全世界數百個研究團隊提供了“U.C.L.A微內窺鏡”的組建方案和軟件。

29 為了能夠讓微內窺鏡監測到神經元活動,蔡迪卡和她的同事特里斯汀·舒曼(Tiristan Shuman)利用了一種成像技術:通過基因工程手段,使神經元在胞內鈣離子水平升高時發出熒光,這就是所謂的“基因編碼的鈣離子指示劑”。我們決定集中觀察海馬CAI區,因為這個腦區負責空間和位置的學習記憶,比如在我們的行為學實驗中,小鼠對兩個不同箱子的記憶就與海馬CAI區有關。我們將帶著微內窺鏡帽子的小鼠先後放置在兩個箱子中,想要弄清楚它們進入兩個箱子的時間間隔是否會對神經元激活造成影響。

30 結果遠遠超出了我們的預期。微內窺鏡的觀測結果和行為學結果最終表明,當小鼠把這兩個箱子的記憶關聯在一起時,在進入第一個箱子時被激活的CAI區神經元中,有相當數量的細胞在小鼠進入第二個箱子時也被激活了。如果進入兩個箱子的時間隔為5小時,小鼠會利用兩群組成非常接近的神經元形成屬於這兩個箱子的兩段記憶。當時間間隔延長到7天,激活的兩群神經元就不再有重合了。 這個發現令我們感到非常振奮,因為它確認了記憶“分配 - 關聯”假說的前提條件:當兩段記憶被分配到相互重合的神經元群體時,它們就會關聯在一起。在這之後,如果再次激活負責其中一段記憶的神經元群體,就會激活另一群神經元,並使其負責的那段記憶在大腦中重現。

31 標記記憶 為進一步驗証微內窺鏡發現的結果,蔡迪卡轉向了神經科學家馬克·梅福特(Mark Mayford,現在就職於加利福尼亞大學聖迭戈分校)建立的另一種方法:由梅福特開發的、名為Tet Tag系統(Tetracycline Tag)的技術。當轉基因小鼠進入一個箱子形成記憶時,其大腦內被激活的神經元就會被Tet Tag 標記上熒光信號,並且能夠維持數周。

32 在行為學實驗結束後,對安樂死的小鼠進行解剖,就能將不久前才被激活、並被Tet Tag系統標記的神經元,與那些已經被標記了較長時間的神經元進行比較。這種方法不僅可以鑒別出被一段記憶激活的神經元(在這種情況下,神經元只會呈現出一種熒光標記),還可以鑒別出在兩段記憶形成過程中都被激活了的神經元:這類神經元會同時發出兩種熒光。

33 蔡迪卡和她的團隊使用了與之前相同的實驗方案,並且發現,在間隔5小時的情況下,參與段記憶的神經元群體的重合比例,也就是同時被兩種熒光標記的神經元的比例,顯著高於對照組;而在間隔7天的情況下,編碼兩段記憶的神經元群體的重合比例與對照組之間沒有顯著差異。

34 記憶的標誌物 一些腦區在記憶形成中起著關鍵作用。杏仁核參與了情緒記憶的提取,而海馬區負責經驗性記憶的形成。我們的團隊在一項小鼠實驗中通過提高海馬神經元中CREB蛋白的水平,增强了中年小鼠的記憶能力。

35 對過去事件的回憶  馬塞爾·普魯斯特(Marcel Proust)是法國作家,撰寫了著名小說《追憶似水年華》。“普魯斯特時刻”指小說中作者如何從回憶糼年時吃一塊茶糕,聯想到他的姑姑、他生活過的房子,甚至他生活過的小鎮,這些記憶是一個接一個地被回憶起來的。現在這種現象得到了腦科學研究的支持。實驗顯示,如果小鼠先後出現在箱子B和C中的時間間隔是5小時,那麽小鼠對這兩個箱子的記憶將關聯在一起,但是它對間隔了7天的箱子A和C 的記憶並不能關聯在一起。小鼠對箱子B和C的記憶之所以關聯在了一起,是因為儲存B箱記憶和C箱記憶的兩個神經元群體有很高的重合度,並且會在同一時間被激活,這與箱子A和C的情況是不同的。

36 喬斯林在多倫多的研究團隊為“分配 - 關聯”假說提供了更多的証據。
她的團隊不僅採用了不同版本的神經元標記實驗得到了類似結果,而且還發現了支持“分配 - 關聯”假說的行為學新証據。 多倫多的研究團隊推測,如果編碼兩段記憶的神經元群體有重合,那麽第一段記憶使CREB表達量升高之後,很可能對第二段記憶產生强化作用。

37 我們的研究是將小鼠放置在不同的環境下,而喬斯林團隊則是訓練小鼠分辨兩種不同的聲音。他們發現,訓練小鼠記住第一種聲音能夠增强它們對第二種聲音的記憶,不過這要求兩種聲音出現的間隔不超過1.5 ~ 6 小時,如果間隔時間被延長至18 ~ 24小時,這種增强效應就會消失。

38 最近,日本富山大學的井口薰(Kaoru Inokuchi)和同事在這個研究方向上取得了更深一步的進展。他們利用光遺傳學技術,抑制了同時儲存兩段情緒記憶的神經元的活動,但沒有干擾其他神經元——尤其是那些只儲其中一段記憶的神經元。研究人員發現,抑制儲存了兩段記憶的神經元的活動,能夠打破這兩段記憶之間的聯聯性,但並不影響小鼠對每段記憶的提取。這個巧妙的實驗可以直接証明,由兩段記憶共享的神經元在記憶產生關聯的過程中發揮著關鍵作用。這一發現也為我們的“分配 - 關聯”假說增加重要的獨立証據。

39 增强老年記憶 接下來,我們決定研究一下年長小鼠的記憶關聯情況。與年輕小鼠相比,在年齡較大的小鼠大腦內,海馬CAI區等區域的神經元中的CREB蛋白水平要低一些,這導致了這些神經元的興奮性也較低。根據這一點,我們推測年齡較大的小鼠應該會在記憶關聯方面遇到困難。於是,蔡迪卡和同事使用中齡小鼠重複了我們之前做過的許多實驗。結果令人驚訝。有經驗的科學家都知道,一些假說僅僅是工具,我們不能期望假說一定是正確的。不可避免的失敗能夠幫助我們修正想法,回歸正確的道路。但是這一次,我們的預測應驗了。

40 我直到現在還記得當時蔡迪卡上氣不接下氣地沖進我辦公室的樣子。她告訴我,雖然中齡小鼠能記住每一個單獨的箱子,但它們很難把這些記憶關聯在一起,對於年輕小鼠來說毫不費力就能跨越的5小時間隔,成了中齡小鼠無法逾越的障碍。微內窺鏡成像結果表明,與青壯齡小鼠相比,年齡更大的中齡小鼠腦內負責兩段記憶的神經元群的重合度偏低。 這一結果讓我和蔡迪卡既興奮又疑慮,因此我們決定從頭開始重複這個實驗。第二次實驗獲得的結果更加具有說服力:中齡小鼠的神經元內CREB蛋白水平更低,不能像年輕小鼠那樣很容易就能實現記憶關聯。

41 當兩段記憶被分配到相互重合的神經元群體時,它們就會關聯在一起。在這之後,如果再次激活負責其中一段記憶的神經元群體,就會激活另一群神經元,並使其負責的那段記憶在大腦中重現。
這些發現讓我們開始擴展研究範圍。我們是否可以在中齡小鼠探索兩個箱子的時候,人為增强CAI區神經元的興奮性,以確保在第一個箱子中被激活的神經元在小鼠進入第二個箱子時也能夠被激活?

42 為了實現這個目的,我們使用了一種開創性的技術,通過基因工程手段,在神經元的細胞膜上插入一種受體,從而控制神經元的功能。這種技術有一個令人難忘的縮寫——DREADD,它的含義為“設計受體僅能被專門藥物所激活”(designer receptors exclusively activated by designer drugs)。在小鼠探索兩個箱子的時候,激活DREADD受體能夠激活同一群海馬CAI神經元,這樣我們就能人為地在小鼠關於兩個箱子的回憶之間鑄造一條“連結通道”。

43 我必須要承認的是,這個實驗乍一看顯得很荒謬,有無數種因素可能成為失敗的理由。首先,個體對空間和位置的記憶涉及了數以百萬計的神經元,它們分布在多個相互連接的腦區內,不僅僅存在於海馬CAI區。衰老造成的記憶關聯障碍或許不會與所有腦區有關,但至少影響了其中的大部分。即使我們成功地增强了海馬CAI區部分神經元的興奮性,這些細胞也不一定就是負責記憶儲存的神經元。更甚者,我們也不能保証被激活的神經元能達到恰當的興奮水平。

44 但實驗成功了。這種碰運氣式實驗的關鍵在於你要掌握好投入(包括時間和金錢)與可能得到的回報之間的平衡。不過這次,幸運女神毫無疑問地站在了我們這一邊。
通過增强中齡小鼠CAI區特定神經元群的興奮性,我們將兩段記憶分配到了重合度很高的兩群CAI神經元中,從而修復了中齡小鼠缺失的記憶關聯。

45 來自於其他實驗室的動物實驗和人類研究也揭示了一段記憶是如何與另一段記憶發生聯繫的。波士頓大學的神經科學家霍華德·艾肯鮑姆(Howard Eichenbaum)証明,大鼠能夠發現包含有共同內容的、不同記憶之間的關係。得克薩斯大學奥斯汀分校的神經科學家艾利森·普雷斯頓(Alison Preston)和同事的研究顯示,當記憶之間存在共享部分時,人們就更容易把這些記憶關聯在一起。只要回想起其中一段,另一段記憶也呼之欲出。

46 得益於監測和控制神經元活動的技術的發展,大腦組織信息的神經機制漸漸明晰。我們的研究團隊一直在嘗試利用新方法來深入研究這個問題。與希臘分子生物學和生物技術研究所的神經科學家帕納約塔·波伊拉齊(Panayiota Poirazi)一道,我們正在構建計算機模型,用以模擬記憶是在什麽時候、以怎樣的方式關聯在一起的。我門也在探索不同的腦結構在控制時間間隔,從而形成記憶關聯的過程中所發揮的作用。

47 目前,多個研究團隊進行的一系列廣泛的實驗都有力地支持了記憶的“分配 - 關聯”假說。我們希望,理解記憶的關聯機制能幫助醫療工作者發展針對記憶問題的治療手段。這是老齡化認知衰退、精神分裂症、抑鬱症和雙相情感障碍等許多神經、精神類疾病的共同特點。比臨牀意義更重要的是,我們所描述的這些實驗昭示了記憶研究新紀元的到來。這意味著科學進步將不再受制於我們能夠支配的技術手段,想像力才是決定我們探索極限的關鍵。 全文完


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