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植入虚假记忆的技术非常引人入胜,聪明的科学家们已经采用种种手段将这种科幻变成了现实
科学的车轮永不停歇地滚滚前进,在探索学习记忆奥秘征途上的科学工作者们也不会满足于前一次胜利,好奇心依然在驱使人们探索地更深入、更细致.
记忆的储存
人的大脑中没有硬盘,没有闪存,却拥有着近乎无穷无尽的记忆.例如一个来自美国的孤独症患者金·匹克,他可以准确无误地记住超过9000本书的内容,只要是听过一遍的曲子便能终身一点不差地演奏出来.很显然,神经元拥有储存信息的能力,可是人的神经元在正常情况下终其一生都没有明显的数量和结构改变,那它是用什么方法编码、存储这些信息的呢?就算知道了与学习记忆相关的脑区,不知道其中的神经元运作机制的话,记忆的奥秘只不过是从一整个黑箱子变成了一串黑箱子而已,勇于探索未知的科学家可是憋足了一口气非要把这个这个黑箱子里面每一个零件都拆出来仔细观察一遍不可呢.
其实在二十世纪初,就已经有一些科学家隐约找到了神经元或神经通路发生变化的证据,1923年,也就是莫莱森出生前三年,一个叫卡尔·莱施利的美国心理学家就在对猕猴学习记忆的研究中提出了神经系统可以发生变化的理论.可在那时,主流学界的理论是神经系统就像是一台线路复杂的计算机,神经元就像是其中的硬件系统,它们可以加载不同的程序,但是本身不会发生变化.所以在那个时候,莱施利的理论孤掌难鸣,并没有被同行所接受.
神经元的潜力
到了二十世纪后半叶,人们有了更强大、更精细也更便捷的工具来探索生命的奥秘,电生理进入它发展的黄金时期.有了电生理技术的支撑,科学家们就可以观察到神经元更细微的变化,神经元固定不变的思想开始受到了挑战.1959年,两位研究视觉神经机制的北美科学家大卫·休伯尔和托斯坦·威泽尔做了一个实验：它们把猫的一只眼睛从出生起就缝合起来,于是这只猫从睁眼开始就只能“一目了然”地观察这个世界.等这只猫长大以后,它们检查了其大脑视觉处理区域是否发生了什么变化.结果令人吃惊,它大脑中原本平均分配给两只眼睛的神经通路现在百分百地分配给了当初没有缝合的那只眼睛,而那只被缝合的眼睛与大脑的连接则几乎消失了.这项研究不但开启了神经科学当中重要的“双眼竞争模型”研究,同时也以它精妙的设计无可辩驳地证明了神经系统确实是可以发生变化的.后来,科学家专门发明了一个词叫做“神经可塑性”（Neuroplasticity）来表示神经元这种可以发生变化的潜力.
既然神经元和神经系统是具有变化潜力的,那么人们就会很自然地联想到这种变化可能就是记忆形成的生理基础.于是科学家们迅速行动起来探索神经可塑性的规律.功夫不负有心人,1973年,两位科学家Bliss T.V和Lomo M在高频电刺激家兔海马神经元后,发现这个神经元会变得更容易兴奋,而且这种状态可以维持几小时乃至几周时间,这种效应被命名为“长时程增强”（Long-lasting potentiation,LTP）；九年后,另外两位科学家M. Ito和M. Kano在研究小脑的某种神经元时发现了与长时程增强相反的效应——“长时程抑制”（Long-lasting depression,LTD）.
这两种长时程效应的发现令神经学家们欣喜若狂,它们的表现与记忆是如此相似,都可以改变神经元,都可以持续一段时间,都会在刺激停止一段时间后消失.那么在学习记忆的过程中,是否确实涉及这两种效应呢?1974年,当今还在世的最伟大的神经学家之一,神经学界泰斗级人物,美籍奥地利科学家埃里克·坎德尔为这个问题找到了答案.直到今天,坎德尔发现的分子信号通路依然是学习记忆分子机制研究当中最经典的信号通路之一,也正是因为肯德尔对学习记忆机制研究的巨大贡献,他与另外两位科学家共同荣获了2000年的诺贝尔生理及医学奖.
记忆的改写
尽管取得了无数的进步,但是记忆的黑箱却还远远没有被洞明,如果说学习记忆是一座高峰的话,现在的我们还只是在山麓徘徊而已.到目前为止发现维持时间最长的长时程效应也不超过半年时间,这很难解释那些终身难忘的记忆.此外,虽然有一些大脑损伤的病例会出现丢失一部分记忆的情况,但是时至今日,也没人说得清记忆究竟是储存在整个大脑中,还只是固定存储在某几个位置上,近期的研究倾向于认为大脑前额叶皮质是记忆存储的核心区域,不过这种理论还需要更多证据的支持.而更本质的问题,记忆是如何被编码的则更是让人一筹莫展.
进入21世纪后,生物学有了更长足的发展,许多前人难以想象的新工具、新方法被开发出来.借助于钙成像技术和双光子显微镜,我们可以像科幻片里一样很直观地看到信号顺着神经纤维传递；利用经过特殊改造的腺病毒和狂犬病毒,我们可以很轻松地在活体上标记、追踪我们感兴趣的神经纤维和神经信号；通过光遗传技术,高度特异地操控某一类乃至某一个神经元得以成为可能.种种进步都在宣告着一个神经科学研究新纪元的到来.
比起需要亲自手绘神经元形态的前辈们,如今拥有这些新技术的科学家们可以做更多更有意思的实验.看过《盗梦空间》或是《全面回忆》之类电影的朋友们可能会觉得其中植入虚假记忆的技术非常引人入胜,而在今天,聪明的科学家们已经采用种种手段将这种科幻变成了现实,这也从一个侧面说明了想象力总是人类科技进步的指路明灯.
在众多制造虚假记忆的尝试当中,日本生物学家利根川进可以说是其中的佼佼者.他一开始的研究领域是免疫学,并由于发现了基因编码抗体的机制而获得了1987年的诺贝尔生理及医学奖.然而在此之后他忽然又对神经科学产生了浓厚的兴趣,进而完全终止了他在免疫学研究上的工作,全身心投入到了探索学习记忆奥秘的挑战中来.
操纵记忆
利根川进之所以敢于尝试制造虚假记忆,是因为他的实验室和团队掌握了一种复杂却极为有用的科研工具——光遗传（Optogenetics）.光遗传的原理比较简单,就是通过一些基因操作的手段将一些对光敏感的蛋白质,比如说紫红质通道蛋白（Channelrhodopsin,ChrD）表达在自己制定的神经元上,同时给实验动物,比方说小鼠植入光纤.这样,只要一开灯,小鼠那些表达ChrD的神经元就会兴奋起来,从而给它们的下游神经元发送信号.光遗传技术的发明让神经学家们只要摁摁开关控制灯光的有无就可以随心所欲地让自己感兴趣的神经元兴奋或抑制,同时却对其它神经元毫无影响,效果立竿见影,简直是再理想不过的工具了.
记忆论文参考资料：
结论：记忆改写为关于本文可作为相关专业记忆论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文关于记忆的唯美句子论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
