删除记忆：未来记忆可被删除和植入

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大脑如何“删除”不快的记忆 科学家告诉你

科学家发现大脑中的一种回路可以帮助我们遗忘恐惧和焦虑。



一项新的研究表明，一种基于两个大脑区域之间的工作连接是驱散恐惧的必要条件。图片来源：Thinkstock
　　大脑能够极其敏锐地探测到环境中的威胁。嘈杂的声音、有毒的气味、正在靠近的捕食者：这些因素都会对我们的感觉神经元发出电刺激，激活我们大脑中的恐惧回路，有时候我们会反击，有时候则逃跑。大脑也擅长鉴别哪些乍看之下的威胁或者惊吓其实是无害的，或者是可以被解决的。但是，如果该系统失灵，一些不愉快的联想就会萦绕不去，这种机能失常被认为是创伤后应激障碍（post-traumatic stress disorder，PTSD）以及其他焦虑症的根源。新的研究发现了一种神经回路，它使大脑具有“删除”不良记忆的能力，这项发现也许可以为PTSD等焦虑症找到新的治疗方法。
　　恐惧像大多数情感一样具有复杂的神经机制。以往的研究结果表明，两个特定的大脑区域参与形成和调控恐惧反应。杏仁核是我们太阳穴深处的两个弧形的脑组织，它参与情绪反应，当我们感到害怕时这个区域会变得活跃。如果某个威胁被发现是无害的，前额后方的前额叶皮质就会介入并且驱散恐惧。是杏仁核以及前额皮质的共同努力使大脑具有了清除痛苦记忆的能力。然而，美国国家卫生研究院（National Institutes of Health）的安德鲁 霍姆斯（Andrew Holmes）领导的新研究证实了这两片大脑区域之间的一种工作连接是驱散恐惧的必要条件。
　　如果我们用脚步声惊吓老鼠，重复多次后它们就会察觉到这种声音其实并没有什么威胁，然后它们便不再害怕了。利用光遗传学激发技术，即利用光控制特定的神经元和动物行为，研究者发现阻断杏仁核—前额皮质的联系可以使老鼠无法察觉到脚步声是没有威胁的。从神经生物学的角度讲，记忆并没有被“删除”。然而，研究者们发现该论断的反面结论也是正确的——刺激该回路导致更多与恐惧相关的记忆被消除。
　　在此研究之前，研究者们一直无法确定杏仁核—前额皮质通信通路是否可以独立控制恐惧消退作用。因为这两个大脑区域分别都与很多其他脑区相互作用，所以很难单独分析它们对行为的影响。然而光遗传学使得这项研究触手可及。美国国家卫生研究院的研究团队使用这项技术单独地对杏仁核—前额皮质之间的联系进行了实时精确的评估，从而可以更加精确地分析神经活动和行为之间的关联。
　　霍姆斯将杏仁核以及前额皮质看做复杂的通信网络中的两个枢纽站。然而，像PTSD这种受恐惧消退功能失灵的症状，仅仅是两个区域之间的一种联系出了错，并不是这两个通信枢纽站本身的功能受损。他解释道：“如果想要调控恐惧消退功能，我认为更好的办法是分离并且修复那条特定的通信线路，而不是试图重建这两个通信枢纽站。因为这两个通信中心的本职工作就是承载很多很多的通信线路以实现所有的脑功能，然而除了特定线路受损外，其他的都可以正常工作。”

　　由于老鼠和人类具有相似的恐惧回路，这项新发现可以用于开发全新的治疗方式来医治焦虑症，比如用于研发调节恐惧回路的药物。霍姆斯相信健康的恐惧消退作用依赖于“神经的可塑性”——既神经元之间产生新连接的能力，大脑自身合成的能够调控神经递质的大麻碱可以对该能力产生一定的影响。使用能够改变体内大麻碱系统的药物，来调控恐惧回路也许可以缓解焦虑。
　　神经刺激技术，包括经颅磁刺激技术以及光遗传学，都有可能作为焦虑症的辅助疗法。暴露疗法就是其中一种，患者们重复接受让他们异常有压力的刺激，直到刺激再也不引起焦虑。将外部刺激恐惧回路与重复回忆痛苦的记忆，或者重复进行恐惧刺激相结合，也许可以缓解PTSD以及其他焦虑症。
　　霍姆斯指出，如果你家的网速不那么给力：“与其努力修复电线杆上所有的电线来提升网速——这种行为会扰乱其他很多的通信线路——还不如直接修复坏掉的那条线。”
删除记忆未来能否成为现实
　人的一生会经历很多事情，遗留下来的记忆有些欢快，有些痛苦。但是总有那么几件事情是人们想要忘记的。所以这时我们希望大脑中有一个Delete键。这样就可以删除记忆。可是删除记忆真的可以变为现实吗？
　　忘记痛苦的“忘情药”
　　美好的记忆，相信没有人舍得删除。从有利于人们身心健康的方向出发，科学家对于删除记忆的研究，从忘却痛苦开始。2011年，加拿大蒙特利尔大学人类应激研究中心的科学家们发现，可以通过抑制糖皮质激素的分泌来帮助患者“忘却”痛苦记忆。科学家给被试者服用美替拉酮（一种可阻止糖皮质激素分泌的药物），并用一则研究情绪记忆的经典故事来进行验证。
　　科学家发现，服用大剂量美替拉酮的被试者对于故事中负面情节的记忆明显比较差，但他们对普通情节的回忆却不受药物影响，与常人（安慰剂组）无异。更为重要的是，这种对负面情绪的影响会持续较长时间。即使在4天后，用药组糖皮质激素水平已经恢复正常，但对负面情节的记忆仍然显着低于对照组。




科学家对于删除记忆的研究，从忘却痛苦开始
　　基于以上实验结果，科学家推断可以通过控制糖皮质激素的分泌而减少痛苦事件对人们的影响，并且不影响对正常事件的记忆。这看上去是一个让人欢呼雀跃的新发现，尤其对大量创伤后应激障碍患者而言是一个巨大的福音。但结合更多研究结果，我们对糖皮质激素与记忆之间的真正联系似乎还知之甚少。



删除记忆未来能否成为现实？
　　无独有偶，2012年，英国媒体报道，科学家们已发明出一种可帮助遗忘痛苦的药片，服用者能忘记过去自己遭受过创伤的经历。报道称，冒着被质疑和诟病的风险，由美国政府资助的科研人员通过给人们注入某种药物来消除其痛苦的记忆。科研人员在通过反复的试验之后最终获得这项成果。他们表示，这种药丸或许无法根除痛苦的记忆，但却可以在人们思维中建立乐观和安全的刺激感受，让人们可以轻而易举地去应对生活中的不快。
　　实际上，除了药物，靠心理引导其实也能忘记痛苦的事，即选择性遗忘或创伤情境性遗忘。另外，在癔病与反应性精神病中，也会出现阶段性遗忘情况，其时间可为数日至数月，有些可达数年。这种心理性因素的遗忘是由于大脑皮层功能暂时受到抑制所致，并没有器质性损害，也是可以完全康复的。
　　弱化存储记忆的基因
　　除了药物疗法，有科学家转换了思维角度，他们期望能从基因中寻找人类记忆的根源，从而破解删除记忆的难题。美国科学家就表示他们已找到了老鼠存储记忆的基因，通过弱化该基因能够使老鼠忘记之前的痛苦回忆。未来这项研究或许能应用于人类。
     
  
        
　　美国麻省理工学院的神经系统科学家为了研究记忆形成的基因机制，对进入一个特制笼子的老鼠进行了轻微的电击。在数分钟之内，老鼠很快对这个特制的笼子产生了恐惧，当下一次它们进入这个笼子时，就会全身发抖，而通过抑制老鼠的“记忆基因”——Npas4，研究人员发现老鼠不再恐惧让它们有不适感觉的笼子。
　　同时，研究人员还进一步寻找大脑存储记忆的方式。当记忆开始“存储”在大脑中时，Npas4基因就会启动，科学家称，这是目前我们能够找到与记忆相关的基因根源。




弱化存储记忆的基因
　　在老鼠身上，科学家还发现了另外一种与记忆有关的基因。美国的科学家曾在实验中证实能够运用Tet1基因来“消除”老鼠的恐惧记忆。科学家将拥有Tet1基因和这种基因遭到破坏的两组老鼠进行了行为对比。两组老鼠在被放入某个笼子时，都会遭受一次轻微的电击，从而使老鼠们对这个笼子产生恐惧感。
　　实验结果表明，当研究人员把它们放回没有实施电击的同一个笼子时，两组老鼠的行为明显不同，拥有Tet1基因的老鼠并不害怕这个笼子，因为它们被电击的痛苦记忆已被新的记忆信息所代替，而Tet1基因遭到破坏的老鼠仍保留着恐惧的记忆。参与这项研究的科学家安德瑞·鲁登科说：“它们并未再次进行正常学习，它们似乎被困住了，而且无法消除旧的记忆。”



未来弱化储存记忆基因技术或许能应用于人类
　　鉴于以上的动物试验结果，科学家认为，如果他们能够找到一种增强Tet1基因活性的方法，那么就有可能帮助那些创伤后应激障碍（PTSD）患者摆脱痛苦记忆的阴影。鲁登科在写给媒体科学栏目的邮件中写道：“我们认为增强Tet1基因活性最可能实现的方式就是使用某种药物来作为药理学催化剂，但是这样的催化剂仍然需要我们继续研发和识别。”
　　无论如何，一直以来，科学家对于“记忆”这一神秘的课题都在进行着孜孜不倦的研究。药物抑制痛苦记忆，或是“消除”记忆基因，都为删除记忆的科学研究提供了方向。随着科学的发展，也许有一天真的会有“忘忧草”出现，到那时，是在痛苦的记忆中淬炼自己，还是干脆将心灵的创伤一股脑儿抹平，科学会为每个人提供选择的机会。
操控记忆
操控记忆是科幻电影中最常见的超能力，但现在，科学家们已经在着手将它变成现实。
　　从2010年开始，全球各地的科学家在实验室对小白鼠以及小白鼠的大脑做了一些具有突破性的研究。或者你也可以称之为一些疯狂的事情。
　　他们删除了小白鼠的记忆，然后再把这段记忆装回去，又或者给小白鼠植入了一段从来没存在过的记忆。
　　听起来激动人心，又有那么点可怕。别想歪了，这可不是科学狂人的邪恶实验，它们的目的都是为了让人类能够真正理解记忆是什么。这关乎到全球数千万阿茨海默氏综合征和应激创伤患者能否恢复健康。
　　当然，正如所有科学研究一样，这一切的前提是先走出实验室小白鼠阶段，对于啮齿类动物能行得通的办法，不一定能在人类身上获得成功。
　　不过，至少我们已经找到一些思路。
     
  
        
　　删除记忆
　　现在几乎人人都知道，人类依靠大脑进行思考和记忆，但就像“地球是方的”理论一样，很长一段时间里，人们一直认为负责思考和记忆的器官是心脏。
　　直到1664年，英国牛津大学的科学家托马斯·威利斯才首次明确提出，大脑才是思维的器官。在那之后的几个世纪，科学家们对大脑和记忆的研究就一直没有停止过。甚至，还有不少成就。
　　比如科学家们在1957年发现记忆并不是分散地存储在大脑中，而是集中在特定的脑细胞中，这些细胞又集中在大脑的一小块区域：海马体和杏仁核。
　　再比如删除记忆这件事，不仅是脑神经领域的科学家，即便是精神科的医生，也已经干得得心应手—通过某些抑制型药物，削弱甚至消除所有的记忆。
　　但这和对着脑袋来上一锤让人失忆的方法没有本质区别，科学家自然不满足于这种粗暴而无脑的方法，他们希望做得更精确更优雅—删除特定的记忆。这也符合绝大多数人的需要，并不是所有记忆都那么不堪回首。
　　这方面的研究已经获得成功。比如，2013年科学家发现，当他们将一种名为Latrunculin A的药物注射到小白鼠大脑中负责情绪处理的区域时，可以选择性地抹除一些记忆，比如在实验室被注射过这种药物的记忆，同时其他记忆保持完整。
　　荷兰奈梅亨大学神经学家马莱恩·克勒斯则在当年宣称，利用另一种常见的精神疾病治疗方法—电击疗法，他帮助39名患者忘掉了一些特定的痛苦故事的记忆。
　　替换记忆
　　删除记忆只是操控记忆的初级阶段，更高级的部分，是能够再植入一段记忆。
　　这方面最著名的研究成果来自一位全球顶尖的记忆研究者、中国科学家—美国西北大学神经生物学助理教授刘旭带领的研究团队。
　　2012年至2014年，刘旭和团队成员先后在《自然》和《科学》杂志上发表了三篇引起轰动的论文，介绍了他们操控记忆的三步曲—标记特定记忆、激活以往记忆以及移植虚假记忆。
　　不过令人遗憾的是，就在团队准备进一步探索记忆奥秘的时候，2015年3月却传出刘旭因病骤然离世的消息，中外学界无不感慨天妒英才。但这位操控记忆的先驱还是通过天才般的思路和精巧的实验，让我们得以窥视记忆奥秘的冰山一角。
　　刘旭团队的实验设计一气呵成。其中最为开创性的部分是两种最新科技的综合运用—转基因小白鼠品系的建立，以及光遗传学操纵技术。
　　移植记忆的第一步，是先利用遗传工程的方法转化小白鼠大脑中某些神经元的光敏感基因，让它们对光线格外敏感，为后续能用光线控制神经元打下基础。
　　之后，刘旭和同事为转基因小白鼠头部做了个微创手术，植入光纤，使光线能直接照射到相应的神经元，一旦光纤另一端给予蓝光脉冲，就能够“打开”这些已经被改变的神经元。
　　接下来，就是整个记忆植入最神奇的一步，刘旭和同事标记某个特定记忆，比如某个恐惧场景的细胞，随机选择一个特定的刺激方式，比如轻微电击，激活小白鼠大脑中与恐惧相关的神经元。
     
  
        
　　之后的研究中，刘旭和同事再设计不同的场景，并通过各种组合激活这些记忆，最终让小白鼠形成一个新的记忆。而这个记忆的内容在现实中从未发生过。
　　你真的需要吗
　　这些操控记忆的方法对人类有效吗？
　　马莱恩·克勒斯博士为39名患者删除记忆的试验，实际上并没有弄清楚其中的原理，甚至连是否真的删除了特定记忆，还是连带其他某些记忆也一起被删除了，也没有定论。
　　刘旭团队的研究则因为刘旭的病逝，止步于小白鼠阶段，或许刘旭已经想好了下一步的实验，但就目前的研究成果而言，刺激小白鼠形成某些记忆，与人们真正想要达到的移植记忆，也还相差甚远。
　　现有的科学认知理论告诉我们，记忆与神经信号有关，将小白鼠的研究成果复制到人脑中，的确和人类本身的记忆过程类似，但人脑中每一步过程的实现，复杂程度都远远超过任何一只小白鼠的大脑记忆形成过程。
　　抛开从小白鼠复制到人脑的技术难题，记忆的删除和移植操作已不光是自然科学问题，甚至还牵扯到哲学层面。
　　一个经常被拿来讨论的话题是，如果人类不再需要依靠感官来获取信息并形成记忆，仅仅依靠科技的手段即可完成输入，那么每个人是否还是一个完整的人？换句话说，你是否还是你？你又如何分辨自己是否处在一个真实的世界中？
　　在人类亲自接受操控记忆的试验前，我们暂时还无法得到答案
记忆也能重组 科学家将小鼠记忆合二为一
　　据日本日本富山大学研究小组发表最新研究成果称，他们通过对小鼠脑部进行激光刺激等方法，成功地将小鼠的两段不同记忆合二为一。科学家希望能借此了解人类大脑各种记忆活动的相互关系，更好地治疗精神疾病。
　　
　　报道称，富山大学研究生院的井口馨教授等科研人员组成研究小组，他们先将小鼠放入一个圆形的箱子中，让其产生记忆；然后将小鼠移到一方形箱子中，电击小鼠让其产生恐惧的记忆；最后再将其移回圆形箱子。因为小鼠在圆形箱子中没有恐惧记忆，所以它在圆形箱子中不会表现出害怕。
　　
　　接着科研人员使用激光等让小鼠在圆形箱子记忆的神经细胞和电击产生恐惧记忆的神经细胞同时活动，结果小鼠在圆形箱子中也表现出了很强的恐惧感。
　　
　　研究人员称，这种现象是通过激光刺激等手段，使拥有不同记忆的神经细胞同时活动，从而使记忆相互结合，实现了记忆重组。
　　
　　富山大学的井口教授表示，实验结果显示，删除不必要记忆来治疗创伤后应激障碍(PTSD)在理论上成为可能；随着科技的进步，这项应用或许可以帮助治疗精神疾病。
记忆方程式：记忆可被删除和植入




大脑不同分区掌管记忆。
把记忆植入某人大脑的概念是《盗梦空间》的情节。如今，这种幻想正演变成现实。据英媒报道，科学家们已揭开了大脑形成或者失去记忆的数学方程式。这一方程式在描述我们是如何回忆事件方面是目前最精确的。这项发现将促进新技术的发展，使得医生可以抹去或者改变与创伤事件相关的记忆。
     
  
        
文字：晓诗
重塑大脑突触
这项研究由瑞士洛桑联邦理工学院科学家沃尔夫拉姆·格斯特纳带头进行，研究小组通过一种名为突触的特殊大脑连接调查了记忆是如何形成的。突触具有很大的可塑性，使神经细胞改变信息传输速度和强度，并对记忆信息进行改变。
格斯特纳的研究小组专注研究名为“记忆装配”的形成。他们聚焦分析“记忆集成区域”，这是一个神经细胞网络，通过突触连接在一起，能够存储特殊的记忆片断。当一个记忆被回想时，这种记忆方程式能够集成记忆片断，组合成一个完整的记忆内容。
研究人员的模拟实验表明，记忆形成和恢复遵循于一个“组织严密的方程式”。基于他们的结果，科学家能够设计一个复杂算法，精确表达复杂的记忆信息。这一算法可以被用于研发诱发大脑里新的记忆，甚至是完全抹去旧记忆。“如果我们可以理解突触是如何工作以形成或者解散记忆网络，我们就可以促进某些领域，例如认知学和心理疗法的发展。”格斯特纳说。
植入老鼠大脑
这项研究是3月进行的一项研究的后续，后者将有意识的记忆植入正在睡觉的老鼠大脑里。科学家们表示，相同的技术有朝一日或可以用于改变人类记忆，这将帮助那些大脑反复重现创伤事件的人们。当人类或者动物入睡时，大脑一般会重播当日的活动，这使得它可以加强或者学习新的活动。
此前，科学家已经成功把假记忆植入老鼠大脑。2013年，麻省理工大学的科学家们做过一项实验，通过电击和光脉冲的方法成功改变老鼠记忆，将假记忆植入大脑。
一开始，研究人员把老鼠放在一个盒子里，让它们感到安全。然后，他们对准储存老鼠身在何处的记忆的大脑细胞，在光中设计这些细胞，使它们打开记忆。第二天，他们把这只老鼠放在第二个盒子中，用光脉冲恢复第一天的记忆。记忆重放时，他们适度电击老鼠，希望改变它们的记忆。结果，他们做到了。把老鼠放回第一个盒子时，它们吓得不敢动弹，因为它们的记忆被改变。　
这项实验提高故意篡改某人记忆的可能性。伦理学家说，老鼠和人存在巨大差别，这意味着这项技术不可能用在人身上，使他们相信自己是其他人或把他们的痛苦记忆清除掉。但进行更微妙的操作还是有可能的