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“盗忆空间”:神经学家成功对小鼠植入虚假记忆

眼见不一定为实,记忆也同样不一定可靠。在诉讼案件中,目击证人的回忆性证词不真实的案例不在少数。日前,麻省理工学院(MIT)的科学家成功将虚假记忆植入小鼠的脑部,并发现这些虚假记忆与真实记忆非常相像。研究结果发表在《科学》上。

情景记忆是涉及空间、时间及具体情景的记忆。为了探究情景记忆的表征能否结合外部刺激产生新的记忆,诺贝尔生理学奖获得者、皮考尔学习与记忆研究所的神经生物学教授利根川进(Susumu Tonegawa)和同事使用光遗传学(Optogenetics)技术,向小鼠的大脑里植入虚假的情景记忆,上演了一场“盗忆空间”(下图)。


基本试验流程:在服用多西环素(Dox)过程中,受试小鼠体内光敏感通道蛋白不被表达。停止服用多西环素后,小鼠被带到房间A,光敏感通道蛋白对形成记忆的细胞进行标记。翌日,小鼠被置于房间B进行电击,使之形成恐惧记忆,同时利用蓝光脉冲激活光敏感通道蛋白标记的细胞。第三天,小鼠回到房间A,随后被置于房间C。红色代表编码在房间A中的情景记忆、并被标记的神经元;灰色、白色分别代表编码在房间B、C中的情景记忆的神经元。星号表示被所在情景或光脉冲激活的神经元。图片来源:Steve Ramirez et al. Creating a False Memory in the Hippocampus. Science. 2013.341(6144):387-91

记忆形成时,c-fos基因会被表达。通过基因操作,研究者使小鼠齿状回(Dentate gyrus)的神经细胞在表达c-fos基因时,同步表达光敏感通道基因——通过这种方式,神经细胞在编码记忆时就被光敏感通道“标记”了。光敏感通道蛋白(Channelrhodopsin)在受到蓝光刺激时能够激活所在的神经元。因此,研究者可以通过蓝光干预与情景记忆有关的神经活动。

首先,研究者将小鼠置于一间房间A中,让它们悠然自得地呆着。小鼠会自然产生对房间A的情景记忆,而记录这些记忆的细胞则被随之表达的光敏感通道所标记。第二天,这些小鼠被带到一间与A截然不同的房间B里。在那里呆了一会儿后,小鼠的脚会突然遭受一下电击。同时,研究者利用蓝光激活昨天编码房间A记忆的神经元。小鼠因感到恐惧而僵住,并形成记忆。第三天,小鼠旧地重游,回到最初悠然自得的房间A。然而这次,它们也害怕得僵住了——尽管它们从未在这间房被电击过。这表明,小鼠形成了虚假的记忆,认为自己曾经在房间A遭受过电击,从而表现出恐惧应答。而当被置于另一房间C时,这些小鼠则不会僵住。

研究者还发现,在小鼠回忆起虚假记忆后,杏仁核中的神经活动会立即上升到回忆真实记忆时的水平。杏仁核是处理恐惧情绪的脑区,接收来自海马的记忆信息。利根川进指出,无论记忆是真实抑或虚假,大脑回忆这些记忆的神经机制都是相同的。

接下来,研究团队将探讨记忆在大脑里是如何被扭曲的。

 

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发布于2013-07-29, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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