有关学习记忆的新探索
尽管取得了无数的进步，但记忆的黑箱还是远远没有被搞清楚。如果说学习记忆是一座高峰的话，现在的我们还只是在山麓徘徊而已。我们发现得越多，就会看到更为广阔的未知领域。虽然知道了神经系统具有可塑性，但是到目前为止，我们发现维持时间最长的长时程效应也不超过半年，这很难解释那些终身不忘的记忆。此外，虽然有一些大脑损伤的病例会出现丢失一部分记忆的情况，但是时至今日，也没人说得清楚记忆究竟是储存于整个大脑中，还是只固定存储在某几个位置上。近期的研究倾向于认为，大脑前额叶皮层是记忆存储的核心区域，不过这种理论还需要更多证据的支持；而更本质的问题，记忆是如何被编码的，则更是让人一筹莫展。
进入21世纪后，生物学有了更长足的发展，许多前人难以想象的新工具、新方法被开发出来。借助于钙成像技术和双光子显微镜，我们可以像科幻影片里一样，很直观地看到神经信号顺着神经纤维传递。利用经过特殊改造的腺病毒和狂犬病毒，我们可以很轻松地在活体上标记、追踪我们感兴趣的神经纤维和神经信号。通过光遗传技术，高度特异地操控某一类乃至某一个神经元已成为可能。种种进步都在宣告着一个神经科学研究的新纪元到来。
比起需要亲自手绘神经元形态的前辈们，如今拥有这些新技术的科学家们可以做更多更有意思的实验。看过《盗梦空间》或是《全面回忆》之类电影的朋友们，可能会觉得其中植入虚假记忆的技术非常引人入胜，而在今天，聪明的科学家们已经采用种种手段将这种科幻变成了现实，这也从一个侧面说明了想象力总是人类科技进步的指路明灯。
利根川进（1939—）他的团队利用光遗传技术成功地给小鼠植入了虚假记忆。
在众多制造虚假记忆的尝试当中，日本生物学家利根川进（T.Susumu）可以说是其中的佼佼者。注意，虽然这里给他的头衔是生物学家，但是这位利根川进可以说是个神人，他年轻时候的志向是做个工程师，但是受到二战后当时日本国内一些反美情绪的影响，改为立志要做一个超越美国人的大科学家。在美国获得博士学位之后又做了几年博士后，接着因为签证到期而去瑞士巴塞尔大学从事科学研究。他一开始的研究领域是免疫学，并由于发现了基因编码抗体的机制而获得1987年的诺贝尔生理学或医学奖。但是在此之后，他忽然又对神经科学产生了浓厚兴趣，进而完全终止了在免疫学领域的研究，全身心投入到探索学习记忆奥秘的挑战中来。
利根川进之所以敢于尝试制造虚假记忆，是因为他的实验室和团队掌握了一种复杂却极为有用的科研工具，那就是光遗传（optogenetics，参见本书“大脑的光控开关”）。光遗传的原理比较简单，就是通过基因操作的手段，将一些对光敏感的离子通道或者离子泵分子，比如说视紫红质通道蛋白（channelrhodopsin，ChR）表达在研究者指定的神经元上，同时给实验动物比方说小鼠植入光纤。这样，只要打开光源，光纤将光照射到脑内神经元上，小鼠那些表达ChR的神经元就会兴奋起来，从而给它们下游的神经元发送信号。光遗传技术的发明，让神经学家们只要按按开关控制光线的有无，就可以随心所欲地让自己感兴趣的神经元发生兴奋或者抑制，同时对其他神经元毫无影响，效果立竿见影，确实是再理想不过的工具了。
利根川进的研究团队首先设法定位了小鼠海马神经元中与某些恐惧记忆相关的神经元，然后再利用他们的光遗传工具，特异性地激活那些神经元。结果奇迹出现了：这些小鼠产生了一段实际并不曾经历的恐惧记忆，换言之，研究团队给这些小鼠“植入”了虚假的恐惧记忆。利根川进的团队并未就此止步，既然记忆可以“无中生有”，那一定也能“朝秦暮楚”。就在他们成功植入虚假记忆之后没几年，这个团队又进一步做到了“改写”虚假记忆。他们首先利用植入虚假记忆的方法，让小鼠对一间无害的房间产生莫名的恐惧，之后又再一次“覆写”了之前的虚假记忆，从而让小鼠转而爱上这个房间。
不得不说，很多时候，幻想距离我们真的并不遥远。(https://www.daowen.com)
讲到这里，人类探索记忆奥秘的故事就要暂时告一段落了。在漫长的历史中，科学家们付出了巨大的努力，取得了无数的胜利，可是这些成就在真理的汪洋大海面前只是沧海一粟，未来还有更多更有趣的奥秘在等待着人类去探究。记忆的本质是什么？这个数千年前由亚里士多德提出的问题，依然需要更多仁人志士去求索答案。
（审稿：王佐仁）
参考文献
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