失忆未来或可靠技术恢复 科学家用光照恢复失忆小鼠记忆

　

失忆并非真正失去记忆 未来或可靠技术恢复

科学家们在最近的一项研究中，成功借助光重新恢复了老鼠已经失去的记忆。这项研究能够帮助科学家们进一步了解并治疗那些因受伤或疾病引发的严重健忘的患者。　　科学家称，针对实验室小白鼠的一项研究发现，虽然小白鼠似乎失去了恢复记忆的能力，但是失去的记忆事实上仍然储存在脑细胞中。
　　
　　
　　科学家们一直为健忘症的本质争论不休，许多研究人员认为健忘症是由于记忆存储出现了问题，而不是从大脑的长期记忆体中重新读取出现了问题。
　　
　　
　　在对老鼠进行的一系列试验中，研究人员使用了一种光遗传学的技术，这项技术用光激活大脑中的特定脑细胞。研究人员发现，这项技术有可能让老鼠回想起之前已经忘记的记忆。
　　
　　
　　马萨诸塞州麻省理工学院的Susumu Tonegawa称：大多数研究人员偏爱那种存储理论，但是我们已经在这项研究中证实这种记忆存储理论很有可能是错误的。健忘症是检索记忆存在问题。
　　
　　
　　有一种症状被称为逆行性健忘，指的是遭受外伤、压力或者疾病等发生的记忆丢失，这或许是由于参与大脑记忆检索的大脑细胞出现了损伤，而非我们通常所认为的记忆存储细胞出现了问题。
　　
　　
　　发表在《科学》杂志上的这项研究称，记忆存储是由大脑中的神经细胞间建立新的连接所形成的，而回想这些记忆的能力需要强化这些连接，但是当大脑因受伤或者疾病受损时，这些连接就会出现阻塞
　　
　　科学家用光照恢复失忆小鼠记忆
　　逆行性失忆是指无法唤起已经建立起来的记忆。在人中，失忆与人遭受的脑部创伤、阿尔茨海默氏症以及其它一些神经系统疾病有关。失忆时丢失的记忆是彻底的被抹掉了，还是仅仅是无法提取出这些记忆，这个问题目前仍然没有定论。
　　
　　
　　日前，RIKEN-MIT（日本理化学研究所-麻省理工学院）神经环路遗传学中心的科学家在《科学》（Science）杂志上发表了一项研究成果，这项研究发现丢失的旧的记忆痕迹仍然保留在失忆的大脑里，并且通过激活与这些记忆相关的细胞信号通路，能够找回这些丢失的记忆。这项研究成果对记忆的本质提出了一些新的见解。
　　
　　
　　领导这项研究的是RIKEN脑科学研究所（该研究所位于日本扎晃）的所长利根川进，他的研究兴趣是稳定的记忆在大脑中是如何形成的，以及在用化学方法诱导逆行性失忆来破坏记忆的存储后，这些丢失的记忆是否还能够被找回。 失忆的原因是记忆的存储遭到了破坏，还是提取记忆的过程遭到了破坏，几十年来，脑科学的研究者在这个问题上一直分为两派，利根川进介绍说。
　　
　
　　为了让小鼠失忆，科学家首先在一个特定的环境下（Ａ笼子）训练这些小鼠，对它们的脚进行轻微的电击，使小鼠把这种电击与这个特定的环境（Ａ笼子）联系起来。最后这些小鼠一旦处于这个环境之下就会表现出电击所诱发的恐惧反应（freezing behavior），哪怕在笼子里已经不再遭到电击也是如此。科学家还把小鼠记忆形成过程中活跃的神经元进行了遗传学标记，以便他们能够观察并再次激活这些神经元。接下来科学家给一部分小鼠注射了一种叫做茴香霉素的化学物质，这种药物能够阻断细胞中新蛋白质的合成过程，使神经元突触联系的强度无法出现增强。由于这种突触强度的增强在记忆的编码过程中非常重要，因此这些小鼠出现了逆行性失忆。其它的小鼠则被注射了生理盐水，作为实验的对照组。正如科学家预测的那样，当被放回到A笼子后，失忆的小鼠不再表现出恐惧反应，这说明这些小鼠无法唤起A笼子和轻微电击间存在联系这一记忆。
　　
　　
　　接下来，科学家对这些失忆小鼠做了进一步的研究，希望搞清楚在A笼子中进行足部电击训练产生并储存下来的记忆发生如下哪种情况了什么：是被彻底的抹掉了，还是仍然保存在失忆小鼠的大脑里，只是这些小鼠无法提取出这些记忆。使用一种对蓝光敏感的蛋白质（channelrhodopsin），科学家利用光遗传学技术选择性的激活了上述标记过的神经元，不过激活时小鼠被关在一个新的、中性的环境中（B笼子）。让人吃惊的是，在用蓝光激活这些与足部电击记忆相关的神经元（记忆痕迹）时，与对照组的小鼠一样，失忆的小鼠也表现出了恐惧反应。这说明虽然这些小鼠在A笼子里时无法唤起这些记忆，但它们记得此前形成过这些记忆。
　　
　　
　　即使诱导小鼠发生了逆行性失忆，通过光刺激记忆痕迹仍然能重新找回这些丢失的记忆，如何解释这一现象呢？这些科学家认为记忆的编码和提取是由不同的过程控制的。比如说，在训练的过程中，大脑相邻区域中特定的记忆痕迹间的联系会出现增强，当这种增强发生后，无需增强突触间的联系，就能完成对这些与环境相关联的恐惧记忆的存储，即使小鼠处于失忆的状态下，这些记忆仍然能够存储在大脑里（但这些记忆无法被提取出来）。正如科学家预测的那样，他们发现虽然突触的强度保持稳定，失忆小鼠大脑中负责存储恐惧记忆的杏仁核和负责存储环境记忆的海马区之间的联系性出现了增强。#p#分页标题#e#
　　
　　
　　我们的研究得出的结论是，利根川进介绍说，在逆行性失忆时，过去的记忆可能并没有被抹掉，而只是lsquo;丢失rsquo;了，无法被提取出来。这些发现让我们对记忆多了些许理解，并且激励我们对记忆及其临床恢复的生物学进行进一步的研究。

科学家用气味帮助失忆者恢复记忆

　　在闻了鼻尖下的气味片后，多罗若有所思地说：面包芯。多罗是法国雷蒙普安卡雷医院的一名失忆患者，在该医院气味治疗科特殊的气味疗法帮助下，他的记忆得到较大的恢复，并成为了法国媒体关注的对象。
　　
　　
　　据法新社 报道，多罗在被人袭击后在医院一直昏迷了8个月。当他醒来后已不能讲话，并对任何事物浑然无知。在被转到雷蒙普安卡雷医院后，气味治疗科的医生开始用气
　　
　　
　　味唤起他的语言以及与之相应的点滴生活记忆。
　　
　　
　　负责气味治疗的卡纳克教授说：对于脑部受损的患者，气味有利于他们联想到一些生活记忆。这是一种激活人体自行记忆体系的办法。专家们提供的气味样本范围很广，包括海水、鲜花、糖果、粮仓以及西红柿酱等几百种气味。甚至还有一些危险气味，包括煤气、汽油等。
　　
　　
　　治疗初期，医生要弄清患者的生活环境，包括他过去的喜好、他的家庭以及他的生活氛围等。我们将挑选他生活中经常接触的气味，并在这类气味中挑选我们认为有代表性并可激活他记忆的气味。卡纳克教授说。
　　
　　
　　卡纳克教授举例说，通常情况下，年轻的患者由于离开童年时代不长，因此对各类糖果气味仍然熟悉。一些患者甚至能说出气味所代表的糖果种类，从而逐渐找到了语言意识，并在重复熟悉的糖果名称时联想到小时候躺在沙发上看电视并吃着糖果的情景。经过不断的气味训练和治疗，患者细小的记忆片断不断激发出新的记忆，从而逐渐恢复记忆。

科学家称已破译大脑记忆代码 未来可植芯片恢复记忆#p#分页标题#e#

洛杉矶南加州大学的生物医学工程师和神经学家西奥多伯杰认为，他已经破译了大脑形成长期记忆的代码。他设想，在不远的将来，严重失忆的病人可以通过在大脑中植入这样的芯片，使病人恢复长期记忆的能力。

洛杉矶南加州大学的生物医学工程师和神经学家西奥多伯杰。

一位标新立异的神经学家认为，他已经破译了大脑形成长期记忆的代码。

西奥多伯杰是洛杉矶南加州大学的生物医学工程师和神经学家。他设想，在不远的将来，严重失忆的病人可以通过植入电子芯片得到帮助。当人们的大脑因为阿尔茨海默氏症、中风或受伤而受到损害，被扰乱的神经网络往往阻止长期记忆的形成。在过去的二十多年里，伯杰一直在设计硅芯片，来模拟正常工作的神经元之间的信号传递。它能使我们回忆起一分多钟的经验和知识。伯杰希望，最终可以通过在大脑中植入这样的芯片，使病人恢复长期记忆的能力。

伯杰说，这个想法是如此胆大包天，以至于很多不在神经科学主流领域的同事都把他看作疯子。很久以前，他们就说我是疯子。不过，鉴于最近他的研究小组以及几个亲密的合作者进行了成功的实验，伯杰正在摆脱疯子的标签，并且逐渐被当作一个有远见的先驱。

伯杰和他的研究伙伴尚未进行人体试验，但他们的实验表明，通过外部电极连接到鼠脑和猴脑的硅芯片能像真正的神经元那样处理信息。我们不是在向大脑输入个人化的记忆。我们是在重建产生记忆的能力。去年秋天，他们发布了一个令人印象深刻的实验。伯杰和他的同事证明，他们还可以帮助猴子从大脑的长期记忆储存区检索那些记忆。

如果记忆植入听起来有点不可信，那么伯杰会以神经假体方面的一些最新进展作为例子。现在，通过植入人工耳蜗，有超过20万聋人可以将声音转换成电信号，并将它们发送到听觉神经。同时，早期的实验表明，植入电极也可以让瘫痪的人能按自己的意志移动假肢。另外，在将人工视网膜应用于盲人方面，研究人员也已取得了初步的成功。#p#分页标题#e#

尽管如此，要恢复大脑中的认知，其难度要远远高于以上任何成就。在过去的35 年里，伯杰一直试图从根本上了解海马区神经元的行为方式，因为这一区域被认为是形成记忆的区域。这是非常清楚的。他说，海马区使短期记忆变成长期记忆。

海马区如何完成这个复杂的壮举？伯杰开发了数学定理，用来描述电信号如何在海马区的神经元之间传递而形成长期记忆。他已经证明了他的方程式与现实相符。你不需要做大脑做的所有事情，但你至少可以模仿大脑做的某些事情吧？他问，你能不能模拟它，并把它放入一个设备？你能不能将这个设备植入到任何大脑中？就是这三个问题，导致人们认为我疯了。其实是他们认为这很难实现。

在不远的将来，严重失忆的病人可以通过植入电子芯片得到帮助。

记忆代码的破译

何为记忆？伯杰的定义是：这是特定数量的神经元在一段时间内所产生的一系列的电脉冲。他说，这一点很重要，这意味着你不仅可以从生物学的角度来理解它，你也有办法处理它。你可以把一个电极放在那里，然后你可以记录下所谓lsquo;记忆rsquo;的表现。你可以发现2147 个神经元是这段记忆的一部分。它们是怎么连接的？它们产生了一系列脉冲。这不是奇怪的事情，而是一些你应付得来的事情。这是非常有用的，告诉你究竟发生了什么。

这是对于记忆的传统观点，但它只停留在表面。伯杰和他的同事在探索大脑这个神秘层面的时候，试图研究得更深入些。神经科学家通过监测神经元表面的动作电位和微伏变化，来跟踪大脑中电波信号的传播。伯杰说，他们的报告和实际发生的相比，往往过于简单化。他们发现环境中的一个重要事件，然后对动作电位进行计数。他们往往会说，lsquo;在我做了某件事情之后，数量从1 升到了200。

我发现了一些有趣的事情。rsquo;lsquo;你找到了什么？rsquo;lsquo;lsquo;动作电位上升了。rsquo;但是你有什么发现？lsquo;动作电位上升了。rsquo;那又怎么样呢？它是在编码吗？它传递的是下一个神经元所需要的东西吗？它使下一个神经元做什么不同的事情吗？这才是我们应该做的：解释事物，而不仅仅是描述所看到的事情。#p#分页标题#e#

在哈佛的研究生院，伯杰的导师理查德汤普森专注于研究信息定位和因学习所引发的大脑变化。汤普森使用色调和一股气流使兔子眨眼睛，希望可以找到他所诱导的记忆储存在大脑的什么位置。这个想法是为了找到大脑中用于学习的特定区域。伯杰说：如果动物的确学习了，然后你又将它移除了，那么它就不会记得了。

汤普森在伯杰的帮助下才做到这一点，他们在1976 年公布了研究结果。为了找到兔子大脑中的那个区域，他们给小动物的大脑安装了电极，这样就可以监控一个神经元的活动。神经元的外膜有控制物质出入的阀，可以让带电粒子进出，比如钠和钾。汤普森和伯杰记录下了兔子进行记忆时，海马区神经元的尖端电脉冲。

电脉冲的峰值幅度（代表动作电位）和它们的间隔分布，都形成了一定的规律。伯杰认为，这个相对于时间的细胞反应规律应该不是偶然发生的。

这个发现奠定了他目前工作的基础：当细胞接收和发送电信号时，输入和输出的数量关系有什么样的特定规律？也就是说，当一个神经元在一个特定的时间和地点发送电波信号，那么它邻近的神经元究竟会做出的什么样的响应？这个答案可以揭开神经元形成长期记忆的原理。

但很快，伯杰就发现这个答案是极其复杂的。在20世纪80年代后期，伯杰在匹兹堡大学和罗伯特斯卡拉巴斯一起工作。他们被海马区神经网络的一种属性深深吸引，他们用电脉冲（输入）刺激兔子的海马区，然后将不同数量的神经元集合之间的信号传递（输出）路径绘制下来，结果他们观察到这两者之间不是线性关系。比方说，你输入1，得到2。伯杰说，那就很简单，这是一个线性关系。不过，我们发现，在大脑中基本没有可能可以监测到线性活动，或者线性求和。它总是非线性的。信号之间会重叠，其中有一些神经元是抑制输入的脉冲信号的，而另一些则是加剧了信号传输。

到20 世纪90 年代初，随着计算机技术的发展，他的研究开始进入一个高级阶段。他可以和南加州大学工程学院的同事用电脑芯片来模拟部分海马区的信号处理系统。情况开始变得明朗，如果我能让这个东西在大量硬件中运转，那么我已经成功复制了大脑的某些部分。那为什么不把它植入大脑呢？所以，在其他人远还没有想到的时候，我就开始思考神经假体的问题。#p#分页标题#e#

在过去的二十多年里，伯杰一直在设计硅芯片，来模拟正常工作的神经元之间的信号传递。它能使我们回忆起一分多钟的经验和知识。伯杰希望，最终可以通过在大脑中植入这样的芯片，使病人恢复长期记忆的能力。

可以植入大脑的假体

后来，伯杰开始和南加州大学生物医学工程师瓦西里斯马迈莱力斯一起工作，制造大脑假体。他们最初研究的是鼠脑海马区的切片。神经元信号是从海马区的一端传递到另一端，所以研究人员随机地将脉冲输入海马区，然后记录下不同位置的信号来看它们是如何转化的。之后，他们用数学方程式来描述转化过程，将这些方程式应用于计算机芯片。

接下来，为了测试这样的芯片是否可以作为假体用于受损的海马区域，研究人员研究了它们是否可以绕过大脑切片路径中的核心组成部分。植入这个区域的电极将电脉冲传递到一个外部芯片，在那里完成通常在海马区完成的信号转换。其他电极将信号传输回大脑切片。

然后，研究人员进行了飞跃性的尝试，将电脑芯片植入老鼠活体内，结果显示它的确可以作为海马区的人工组成部分而运转。他们开始训练动物进行两种压力测试，动物选择对了就可以美餐一顿，接着记录下它们海马区的一系列脉冲变化。通过这些数据，伯杰和他的团队给信号转化的过程建立模型，因为他们认为这个测试被储存成了长期记忆。然后，他们提取代表这个记忆本身的代码。通过记录老鼠学习这项任务时大脑中的信号变化，他们证明了他们的设备可以从输入的信号中生成长期记忆的代码。然后，他们给老鼠喂食一种可以打乱它们长期记忆能力的药物，让它们忘记哪种测试可以带来美餐。接着，研究人员给吃了药的老鼠大脑输入一定的脉冲信号，这些老鼠又可以对测试作出正确的选择。

去年，科学家们发表了灵长类动物大脑额叶皮层的实验报告。额叶皮层具有检索功能，可以检索海马区生成的长期记忆。他们将电极植入猴子大脑，来捕捉前额皮层的信号。他们认为这个部位能够使小动物记住之前看到过的图像。然后，他们给猴子喂食了可卡因，使大脑生成图像的部位受到损害。再将电子芯片植入猴子大脑的前额皮层，给予正确的脉冲刺激，研究人员发现这可以显著地提升它们对图像的记忆功能。#p#分页标题#e#

伯杰和他的同事们希望，在未来两年内，可以在动物体内植入真正的记忆假体。他们也想证明，他们研究的海马区芯片可以在很多不同的行为情境里帮助形成长期记忆。我们的目标是帮助严重失忆的人提升他们的生活品质。如果我可以帮助他们恢复一半长期记忆的能力，我肯定会高兴坏了，病人们肯定也会很高兴。

伯杰还在和南加州大学的临床医生一起合作，后者正在尝试将电极植入海马区的两翼来监测并且预防严重癫痫患者的癫痫发作。如果这个项目可以如设想那样向前推进，那么伯杰的研究小组将搭载在这个试验中去寻找这些病人的大脑记忆代码。我从来没有想过我会活着看到这一天，但现在我想我会看到的。伯杰最后表示

美军方研究大脑植入设备：或可帮助失忆者恢复记忆

据媒体报道，未来几个月内，美国军方的研究人员将宣布一项新的研究进展。据悉该研究是关于开发一种可植入大脑的设备，用于帮助受伤的士兵恢复记忆。

   据媒体报道，未来几个月内，美国军方的研究人员将宣布一项新的研究进展。据悉该研究是关于开发一种可植入大脑的设备，用于帮助受伤的士兵恢复记忆。

    美国国防部高级研究计划局(DARPA)正在努力实现一个为期四年的计划，研发一种先进的记忆激发装置，这也是奥巴马总统提出的投入1亿美元对人类大脑进行研究的倡议的一部分。

    有人认为，这些研究可以为美国大约500万的阿尔茨海默病患者带来福音，与此同时，这也将帮助近30万在伊拉克和阿富汗遭受创伤性脑损伤的美国军人。在本周由德克萨斯大学大脑健康中心召集的一次会议上，DARPA的项目主管贾斯汀桑切斯说：如果你在执勤的过程中受了伤，而且不能记得家人，我们希望该研究能够将这些记忆功能恢复过来。#p#分页标题#e#

    他说：我们能够开发出与大脑海马区直接对接的神经修复设备，并且恢复第一个记忆类型，即陈述性记忆。陈述性记忆指的是一种可以明确记起人物、事件、事实和数字的记忆，目前还没有研究表明陈述性记忆失去之后还能够重新获得。

    先期研究

    研究者所能做到的只是通过一种名为深部脑刺激的方法来帮助帕金森氏症患者减少震颤，缩短癫痫病患者的昏迷时间，以及帮助阿尔茨海默病患者提高记忆力。用于实施深部闹刺激的设备源自心脏起搏器的启发，对大脑的脉冲电刺激就像是稳定的鼓点，但这种方法并不是对每个人都适用。

    研究专家称，在恢复记忆这个问题上，需要一种更加细致的方法。记忆是模式和连接，维克森林大学的助理教授罗伯特汉普森(Robert Hampson)解释道，如果要做记忆修复，我们就需要一些能提供特定模式的东西。

    汉普森在对啮齿类和猴子的研究中发现，海马区处理记忆的大脑区域的神经细胞在动物看到红色或蓝色时能产生不同的电信号；在看到面部图片或某种食物的时候，其反应也不同。基于这一现象，汉普森及其同事利用大脑修复装置对海马区进行刺激，延长动物的短时工作记忆。

    他们能使服药的猴子在记忆任务中表现出接近正常的水平。通过操纵信号，他们还能使猴子感到困惑，并选出与记忆中相反的图片。据汉普森介绍，要恢复人类某些特殊的记忆，科学家需要知道这些记忆所具有的特定模式。

    伦理担忧

    纽约大学朗格尼医学中心的医学伦理学家亚瑟卡普兰(Arthur Caplan)称，操纵个人记忆将引起伦理上的争议是显而易见的。当你愚弄大脑的时候，你就是在愚弄自己的个人身份，卡普兰说，改变思维的代价是，你会承受失去自我感受的风险，这是一种我们从未面对过的风险。卡普兰目前在为DARPA提供合成生物学的咨询建议。#p#分页标题#e#

    卡普兰说，当涉及到士兵的时候，消除记忆或加入新的记忆将可能干扰作战技术，使士兵变得更加暴力并缺乏责任感，甚至会阻挠对战争罪行的调查。如果我吃下一粒药片，或戴上个头盔就可以把记忆抹去，那我或许就不用活在一些行为后果的阴影中了。

    DARPA的网站上宣称，由于其项目处于科学上的最前沿，因此该机构将定期召集学者和专家对相关的伦理、法律和社会议题进行讨论。贾斯汀桑切斯称，实验的未来路线将在接下来的几个月内正式宣布。他说：我们国内已经拥有了一些最具才华、将参与这一项目的科学家。