記憶可以轉移，新研究對大腦記憶的標準理論提出了挑戰

研究發現新的治療方法可以恢復失去的記憶

信用：蓋蒂圖片社

加州大學洛杉磯分校的神經科學家星期一報道說，他們通過注射RNA將記憶從一種動物轉移到另一種動物，這是一個令人吃驚的結果，它挑戰了人們廣泛認識的記憶在大腦中的存儲位置和方式。

David Glanzman實驗室的發現暗示了新的基於RNA的治療有可能恢復在一天內失去的記憶，如果正確的話可能會改變記憶和學習領域。

「這非常令人震驚，」紐約布魯克林區紐約州立大學下州醫學中心的神經學家和記憶研究員Todd Sacktor博士說，「重要的是我們正在制定首次存儲記憶的基本字母表。」他沒有參與該研究，該研究發表在eNeuro，神經科學學會在線雜誌上。

預計許多科學家會更謹慎地觀察該研究。這項工作是在以蝸牛為實驗本體，蝸牛已被證明是一個神經科學中強有力的活體樣本，雖然其簡單的大腦工作複雜程度遠遠不及人類。這些實驗需要複製，包括對腦部複雜的動物進行類似實驗。面對大量證據支持原來根深蒂固的想法，即記憶是通過神經元之間的連接強度或突觸的變化來存儲的，這一結果是一種飛躍。

「如果他是對的，這絕對是驚天動地，」都柏林聖三一學院的助理教授托馬斯瑞恩說，他的實驗室正在尋找銘刻，或者記憶的物理痕迹。「但我認為這是不對的。」

格蘭茲曼知道他對突觸的降級並不會在現場得到很好的解決。「我期待很多驚訝和懷疑，」他說。「我不認為人們會在下一屆神經科學會議上為我舉行遊行。」

即使他自己的同事很懷疑這一點。「我花了很長時間才說服實驗室的人做實驗，」他說。「他們認為這太瘋狂了。」

格蘭茲曼的實驗由美國國家衛生研究院和美國國家科學基金會資助，涉及對海螺蝸牛Aplysia californica進行輕度電擊。被電擊的蝸牛會在接下來的疲軟觸摸時，將它們細膩的虹吸和腮脫出近一分鐘作為防禦;沒有被電擊的蝸牛隻是簡單地撤回。

研究人員從已經被電擊的蝸牛神經系統中提取RNA，並將這些物質注入未受電擊的蝸牛。RNA的主要作用是作為細胞內的信使，攜帶來自表親DNA的蛋白質製造指令。但是當注入這種RNA時，這些沒有被點擊過的蝸牛在柔軟的觸感之後長時間地脫出虹吸管。對從未接受過電擊的蝸牛也沒有注射RNA進行控制的蝸牛不會長時間撤回虹吸管。

「就好像我們轉移了記憶，」格蘭茲曼說。

格蘭茲曼的研究小組進一步表明，皮氏培養皿中的海兔的感覺神經元更容易激動，因為如果它們暴露于震驚蝸牛的RNA中，它們傾向於在被震驚之後。暴露於從未被震驚過的蝸牛的RNA不會導致細胞變得更加興奮。

Glanzman表示，結果表明記憶可能儲存在神經元的核內，在這些神經元中RNA被合成並且可以作用於DNA以打開和關閉基因。他說他認為記憶儲存涉及這些表觀遺傳變化 - 基因活性的變化，而不是構成這些基因的DNA序列 - 由RNA介導。

這種觀點挑戰了人們普遍認為的記憶是通過增強神經元之間的突觸聯繫來存儲的。相反，格蘭仕曼認為，記憶形成期間發生的突觸變化是從RNA攜帶的信息中流出的。

麻省理工學院Picower學習和記憶研究所的神經科學家蔡麗惠說：「這個想法是激進的，並且肯定會挑戰這個領域。」最近聯合撰寫了一篇有關記憶形成的重要綜述的蔡說，格蘭茲曼的研究「令人印象深刻和有趣」，並且說許多研究都支持後生機制在記憶形成中起一定作用的觀點，這可能是一個複雜而多方面的過程。但她表示，她強烈反對格蘭仕曼的觀點，即突觸連接在記憶儲存中不起關鍵作用。

聖三一學院的瑞恩像格蘭茲曼一樣，與少數神經科學家站在一起，有些人稱他們為反叛者，他們質疑記憶是通過突觸進行儲存的想法。2015年，Ryan是麻省理工學院諾貝爾文學獎得主Susumu Tonegawa的科學論文的主要作者，他表明，即使在突觸強化被阻止後，記憶仍可以恢復。瑞恩表示他正在追求這樣的想法：記憶通過新的突觸連接綁定在一起的神經元集合存儲，而不是通過加強現有的連接。

瑞恩認識格蘭茲曼並相信他的工作。他說他相信新文件中的數據。但他不認為蝸牛或細胞的行為證明了RNA正在轉移記憶。他說，他不明白在幾分鐘到幾小時的時間尺度上工作的RNA可能如何導致幾乎是瞬間的記憶回憶，或RNA如何連接大腦的許多部分，如聽覺和視覺系統，這涉及更複雜的記憶。

但格蘭茲曼表示，他確信RNA起著遮蔽突觸的作用。2014年，他的實驗室表明，由於一系列實驗程序而在蝸牛中喪失的電擊記憶可以恢復—但記憶恢復時隨記憶改變的突觸模式被重建，這表明記憶是沒有存儲在那裡。格蘭茲曼的實驗室和其他人也表明，即使突觸形成或加強沒有改變，通過阻止表觀遺傳變化也可以阻止長時記憶的形成。

「突觸可以來來去去，但記憶仍然可以存在，」他說，他認為突觸僅僅是「原子核中知識的反映」。

格蘭仕曼研究了三十多年的記憶。他做了博士後研究工作，與埃里克康德爾這位神經科學家分享2000年諾貝爾獎，探索突觸在記憶中的作用—他說他的大部分職業生涯都認為突觸改變是關鍵的記憶 存儲。

但他說近年來其他實驗室和他自己的一系列研究結果使他開始質疑突觸教條。他稱自己是「恢復的突觸學家」。

對格蘭茲曼研究的懷疑可能部分是因為這項工作令人回想起一個非常規心理學家詹姆斯·麥康奈爾的科學中令人不安的一集，他在密歇根大學度過了數年時間，試圖證明大腦之外的東西 - 他認為所謂的「記憶RNA」 - 可以傳遞記憶。在50年代和60年代，麥康奈爾訓練扁蟲，然後將訓練過的蠕蟲的屍體餵給未經訓練的蠕蟲。未經訓練的蠕蟲似乎表現出他們吃下去的訓練過的蠕蟲的行為，表明記憶以某種方式轉移。他還表示，被斬首的訓練有素的蠕蟲可能會在他們長出新頭後記得他們的訓練。

最近，Tufts的發育生物學家邁克爾萊文在更多條件控制下複製了麥康奈爾的無頭蠕蟲實驗，並認為麥康奈爾確實是對的。

格蘭茲曼表示，麥康奈爾的一名學生阿爾雅各布森通過RNA注射證明了扁蟲之間的記憶轉移，巧合的是當時他還是加州大學洛杉磯分校的助理教授。

由於記憶對我們的自我意識至關重要，許多科學家認為理解記憶的運作是現在應該已經想到的東西，所以這個領域的風險很高。「這是生物學20世紀偉大的最後一個問題，」薩克托說。「有些方面讓神經科學家很難弄清楚。」

這個困難可能部分歸因於突出強調突觸強度。Ryan指出，大約有12,000篇論文的突觸強度沒有提供關於如何存儲記憶的良好解釋，並補充說他讚揚格蘭茲曼開闢了一條激進的探索路徑。

「現實是我們對記憶知之甚少，」瑞恩說。「我對任何新的景觀和途徑感到興奮。」

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