3 记忆印迹重塑

3 记忆印迹重塑

除了利用药物及消退训练破坏条件化恐惧记忆外,最近的研究技术证实可直接通过干预恐惧记忆相关神经细胞的活动而实现对恐惧记忆的控制。光遗传学(Optogenetics)技术是研究人员使用光控方法选择并操作生物体内某类细胞活动性的一种方法。这项技术由斯坦福大学Karl Diesseroth及其团队首创,结合了遗传工程与光刺激来操作个别神经细胞的活性,慢慢成了研究脑内特定细胞功能的标准方法。加州大学戴维斯分校Tanaka等(2014)利用光遗传学技术消除了小鼠脑中储存的场景条件化恐惧记忆。他们先训练经过特殊处理的小鼠获得场景条件化恐惧记忆。这类小鼠脑内通过病毒载体插入了一种特殊标记的光敏蛋白,这种蛋白使得植入大脑的光纤如同开关一样,通过光纤发出的光实现对记忆相关神经细胞的激活与关闭。他们发现,当小鼠的恐惧记忆提取后,利用光遗传学技术关闭记忆提取相关的神经细胞的活动,就成功地删除了小鼠的恐惧记忆。后来,Klavir等(2017)利用光遗传学技术改变杏仁核与前额叶皮层之间的神经连接,也成功地促进了条件化恐惧记忆的消退,抑制了小鼠的恐惧反应。

正是有了光遗传学技术,科学家才能够对恐惧记忆痕迹的神经回路进行精细研究。2012年后,麻省理工学院生物学家Tonegawa Susumu的实验室利用光遗传学技术,首次揭示了记忆印迹的真实存在。他们的研究显示了记忆印迹如何在大脑海马产生,然后上传、储存到大脑皮层的详细过程,为调控恐惧记忆提供了新的思路和方法(Kitamura et al., 2014; Ramirez et al., 2014)。有了恐惧记忆印迹存在的证据,对恐惧记忆印迹进行操控很快就成了研究的热点。利用光遗传学技术,研究者们证明,我们可以在保留对生存有利的恐惧记忆条件下,消除会引起病理反应的恐惧记忆(W. bin Kim & Cho, 2017a)。(https://www.daowen.com)

有研究者进行了更大胆的设想:情绪记忆有积极与消极之分,我们可以利用积极的情绪记忆来替代消极的情绪记忆吗?研究者对这一问题进行了探索。由于海马背侧齿状回(Dorsal Dentate Gyrus, DG)负责对环境信息的编码,而基底外侧杏仁核复合体(Basolateral Complex of the Amygdala,BLA)负责对积极或消极情绪体验的编码。研究者们先让小鼠在环境1中通过足底电击获得场景条件化恐惧记忆并对记忆印迹进行标记。然后,他们将小鼠放入环境2,不对小鼠进行电击,而是激活小鼠脑内恐惧记忆相关的记忆印迹细胞,发现小鼠可以对环境2中的目标刺激形成恐惧反应。最后,研究人员又将小鼠放入环境3。在此环境中,实验雄性小鼠可以自由地与雌性小鼠交往从而产生愉悦的体验,建立积极的情绪记忆。此时再次激活实验雄性小鼠脑内的恐惧记忆印迹细胞,发现小鼠并不会对环境3产生厌恶反应。反而,他们之前所形成的恐惧记忆消失了,取而代之的是对环境2中本来能引起恐惧反应的目标刺激产生了喜好。说明通过光遗传学技术可以实现由积极情绪记忆替代恐惧记忆的转换(Redondo et al., 2014)。这些研究展现了对大脑神经细胞的直接操控来改写情绪记忆的可能,未来有望据此开发出治疗PTSD等心理疾病的新方法。