研究人員成功地擦除并重建了大鼠的部分記憶,徹底改變了大鼠對事件的習慣性反應。
該研究首次證實了我們有能力對記憶進行選擇性的刪除,并且通過以特定頻率來刺激神經元的方式,來加強或者減弱神經元之間的連接(突觸),從而有目的性的重建記憶。
近期,來自加州大學圣地亞哥分校(Universityof California, San Diego)醫學院的研究人員們成功地擦除并重建了大鼠的記憶,深刻地改變了大鼠對過去事件的反應。
該研究的成果發表于《自然雜志》(Nature)6月1日的網絡期刊上,該研究首次證實了我們有能力對記憶進行選擇性的刪除, 通過以特定頻率來刺激神經元的方式,來加強或者減弱神經元之間的連接(突觸),從而有目的性的重建記憶。
通過刺激神經元,調節神經突觸的連接強度,我們能夠隨意地創造、擦除以及重建記憶。”本次研究主要作者神經科學家Roberto Malinow教授說道,他同時擁有神經科學的碩士與博士學位。
科學家利用光信號刺激大鼠體內的一組神經元,這些神經元經過了基因工程的改造,對光信號非常敏感,與此同時,對大鼠的腳部進行電擊。大鼠們很快便學會將光信號的刺激與電擊的痛苦聯系起來——當它們感受到光信號刺激的時候表現出恐懼。
研究人員通過分析發現,當光信號刺激神經元的時候,其中的化學物質發生了改變,說明神經突觸的連接增強了。
在第二階段的實驗中,研究團隊再以一種一列低頻的光脈沖信號刺激同一組神經元,來削弱神經回路,從而起到擦除記憶的作用。經過該處理之后的大鼠在感受到光信號時,不再表現出之前恐懼的狀態,這說明大鼠之前與痛苦有關的記憶已經被擦除了。
然而,該研究最讓人感到吃驚的部分在于,科學家們發現:在大鼠擦除記憶后,使用一列高頻率光脈沖信號再次刺激同一組神經元,它們就能夠恢復之前的記憶。經過這種“記憶重建”的大鼠在感受到光信號時,又會再次表現出恐懼的狀態,即使他們的腳沒有被再次電擊。
通過對刺激神經元施加不同頻率的刺激,調節神經突觸的連接強度,我們能夠在動物的記憶中生成、擦除、以及再重建這種恐懼反射。” 來自Malinow 實驗室的博士后研究員SadeghNabavi總結道,他同時也是該研究論文的第一作者。
Malinow是阿茲海默癥研究中心Shiley榮譽講席教授(此職位是為了紀念Leon Thal博士而設立),他指出該研究成果在醫療應用方面極具潛力,在患有阿茲海默癥的病人大腦中,β型淀粉樣肽的積累增多也會削弱神經元突觸的連接強度, 正如實驗中低頻率的刺激信號使大鼠喪失記憶那樣。“既然研究表明,我們能夠逆轉神經突觸連接強度減弱的過程,那么我們應該也可以采取某些措施,抵抗β型淀 粉樣肽積累增多所導致的阿茲海默癥。” Malinow解釋道。
本文作者還包括加州大學圣地亞哥分校神經科學系的Rocky Fox和Christophe Proulx,以及藥理系的John Lin和錢永健(Roger Tsien)。
(翻譯:林然;審稿:黃安娜、易逸度)
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