Current Biology：操控记忆？！是的，他们在小鼠上初步实现了

波士顿大学神经学家的一项老鼠实验发现，刺激大脑的不同部位可以上调或下调特定记忆引起的情绪波动。

这就是不愉快记忆在老鼠大脑中的样子。这些细胞发出绿光，表明它们是在储存恐惧记忆时被激活的。 波士顿大学 Ramirez 小组提供

如果科学家能够操纵你的大脑，让创伤记忆不再对你心灵的产生负面情绪呢？ 波士顿大学对记忆着迷的神经学家Steve Ramirez 认为，大脑中的一个小结构可能是未来治疗抑郁、焦虑和 PTSD 的关键，有朝一日，它能让临床医生增强积极记忆或抑制消极记忆。

Steve Ramirez. 摄影：Cydney Scott

在我们的大脑中，一个腰果状的结构称为海马，储存着组成记忆的感觉和情感信息，不管它们是积极的还是消极的。没有两种记忆是完全相同的。

同样，我们所拥有的每一种记忆都储存在一个独特的脑细胞组合中，当中包含了与这种记忆相关的所有环境和情感信息。海马体本身虽然很小，但包括许多不同的子区域，这些子区域串联起来工作以回忆特定记忆的元素。

图1 文章信息

现在，在《 Current Biology》 上的一篇新论文中，波士顿大学艺术与科学学院的心理学和脑科学助理教授 Ramirez 和一组合作者展示了记忆是多么的可塑。如果你知道该刺激海马体的哪些区域——有朝一日，可能会让那些受困于烦恼的记忆的人得到个性化治疗。

哥伦比亚大学研究抑郁症的研究生、该论文第一作者 Briana Chen 说，"许多精神疾病，尤其是 PTSD，都是基于这样一种观点，即在经历了一次真正的创伤之后，这个人无法继续向前，因为他们一次又一次地回忆起恐惧。"

在他们的研究中，论文的主要作者 Chen 和 Ramirez 展示了创伤记忆——比如 PTSD 等疾病的根源——是如何变得如此情绪化的。

通过人工激活大脑腹侧海马的记忆细胞，负面记忆会使他们变得更加脆弱。相反，刺激海背侧马体的记忆细胞可以消除对他们情绪失控的不愉快记忆，使创伤事件记忆起来不那么痛苦。

好吧，至少如果你是只老鼠的话是这样的。

实验使用光遗传学技术，Chen 和 Ramirez 将雄性小鼠产生积极、中立或消极体验形成新记忆时，海马体中正在被激活相关联的细胞分别映射对应出来。例如，积极经历可以是遇到雌性小鼠时。 而负面体验可能会受到惊人但温和的电击。然后，通过识别哪些细胞是参与记忆制造过程的一部分（他们利用一种发绿光的蛋白质的帮助下完成的，这种蛋白质被设计成当细胞被激活时就会发光），他们能够在后来使用激光激活这些记忆细胞，人工实现再次触发这些特定的记忆。

图2  文章中的行为学总结

他们的研究揭示了海马体腹侧和背侧的角色有多么不同（图2）。激活海马体的背侧似乎起到了有效的暴露治疗的作用，减轻了重温不愉快记忆感到的创伤。 

但是，激活海马体的腹侧可能带来持久的恐惧和焦虑相关的行为变化，暗示当记忆变得情绪化以至使人变得脆弱时，这部分的大脑可能过于活跃。

Ramirez 说，这种区别至关重要。他说，这表明抑制海马腹侧的过度活动有可能被用于治疗 PTSD 和焦虑症。他说，这也可能是提高认知能力的关键，"就像 Limitless 一样，"他指的是2011年由 Bradley Cooper 主演的电影，片中主角服用了能大幅改善记忆和大脑功能的特殊药丸。

"记忆操纵的领域还很年轻。Ramirez 说："这听起来像是科幻小说，但这项研究预示着我们有人为地增强或抑制记忆的能力。" 尽管这项研究是在 Chen 和 Ramirez 都在麻省理工学院从事研究的时候开始的，但它的数据一直是 Ramirez 2017年在波士顿大学成立的新实验室团队发表的第一篇论文的核心内容。

"我们离在人类身上做到这一点还有很长的路要走，但这研究验证了概念，"Chen 说。 "就像乔布斯喜欢说的，没有什么是不可能的。"

"这是把特定大脑区域按照真实的情感记忆区分开来的第一步……将这一发现应用于人类的第一步，这就是圣杯。"多伦多大学的神经学家、没有参与这项研究的 Sheena Joselyn 说， "（史蒂夫式的）团队在试图了解大脑是如何储存记忆的方面见解独特，他们的目标是帮助人们…… 他们不只是玩玩，而且是有目的的。"

波士顿大学系统神经科学中心和记忆与大脑中心成员的 Ramirez 说，虽然老鼠的大脑和人类的大脑非常不同，但了解这些基本原则在老鼠身上的表现，有助于他的团队绘制出记忆在人体内如何运作的蓝图。 

能够根按需激活特定的记忆，以及大脑中与记忆相关的目标区域，让研究人员能够准确地看到大脑不同区域受到过度刺激时会产生什么样的副作用。

"让我们用在老鼠身上学到的东西来预测人类记忆的功能，"他说。 "如果我们可以创建一种平行对照的方法，比较记忆在小鼠和人类中的作用，那么我们就可以（在小鼠中）问一些具体的问题，关于记忆如何以及为什么会对心理健康产生积极或消极的影响。"

这项工作得到了 National Institutes of Health Early Independence Award、由 Brain and Behavior Research Foundation 授予的年轻研究员奖、Ludwig Family 基金会以及 McKnight 基金会记忆和认知障碍奖的支持。 

参考资料：

Briana K. Chen et al, Artificially Enhancing and Suppressing Hippocampus-Mediated Memories, Current Biology (2019). DOI: 10.1016/j.cub.2019.04.065

作者信息

 

作者：Kat J.McAlpine

编译：ben

校审：Simon （brainnews编辑部）

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