腦洞大開！移植記憶？來看科學家們的奇妙操作

Aplysia（圖片來源：WIKIMEDIA, GENNY ANDERSON）

這一最新研究於5月14日發表在《eNeuro》期刊。科學家們通過注射RNA的方式完成了記憶的轉移。「在不久的將來，我們或許可以利用RNA改善阿爾茲海默症、創傷後應激障礙等疾病對大腦記憶的影響。」文章作者、生理學和神經生物學教授David Glanzman暢想道。

DOI: https://doi.org/10.1523/ENEURO.0038-18.2018

有意思的試驗

David Glanzman團隊選取一種海兔Aplysia californica作為模型，對其尾巴進行輕微的電擊（每隔20分鐘被電擊5次，24小時後再增加5次）。這種電擊會增強海兔的防禦性退縮反射（一種自我保護的反應）。

隨後，當研究人員輕拍海兔時，曾經歷過電擊的海兔會同樣表現出一種防禦性的收縮（平均持續50秒）。這種簡單的學習方式被稱為「敏化作用」（sensitization）。而那些沒有被電擊過的海兔收縮反應只持續約1秒。

緊接著，研究人員從兩組海兔（經歷過電擊和輕拍、從未被電擊）的神經系統中提取RNA，並將兩組RNA分別注射給7隻從未接受過電擊的海兔體內。

有意思的是，結果顯示，已完成敏化學習的海兔的RNA，會讓7隻未曾接受過電擊的海兔表現出自己曾經經歷過電擊的行為：它們會做出持續約40秒的防禦性收縮。而對照組海兔並沒有表現出長時間的收縮。

「這就像，我們轉移了記憶！」 Glanzman對此很驚喜。

Memories can be transferred between organisms by extracting ribonucleic acid (RNA) from a trained animal and injecting it into an untrained animal, as demonstrated in a study of sea snails published in eNeuro. Credit: Bédécarrats et al., eNeuro (2018)

不一樣的觀點

同時，他們還將兩組RNA分別添加至培養皿（Petri dishes）中，這些培養皿含有提取自海兔（未曾被電擊過）的神經系統（感覺神經元或者運動神經元）。

當海兔被電擊後，它的感覺神經元會變得興奮。值得注意的是，添加有電擊經歷海兔的RNA，會增加培養皿中感覺神經元的興奮度，但是不影響運動神經元。而添加沒有電擊經歷海兔的RNA並不會刺激感覺神經元。

在神經科學領域，人們一直認為記憶存儲在突觸中。Glanzman卻依據新研究提出不同的觀點，他認為記憶存在於神經元的細胞核中。

「如果記憶存儲在突觸中，我們的試驗就不可能成功。」 Glanzman認為，這一發現或將改變科學家們對記憶的思考模式，它可能與由RNA誘導的表觀遺傳變化有關。

UCLA Professor David Glanzman holding a marine snail. Credit: Christelle Snow/UCLA

研究意義

海兔是研究大腦以及記憶功能的理想模型，其細胞生物學過程與人類非常相似，即便海兔中樞神經系統只含有約2萬個神經元，而人類擁有約1000億個神經元。

Glanzman認為，未來RNA可能會被用於喚醒、恢復老年痴呆早期患者的記憶。早在2014年他和團隊曾在《eLife》期刊發文表明，失去的記憶可以恢復。下一步，Glanzman希望弄清楚負責記憶轉移的RNA類型。

責編：悠然

參考資料：

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