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科学家找到了关闭和重启记忆的开关?

来源:转自sciencedaily  作者:转自sciencedaily   时间:2012-09-21

        近日,科学家发现了一种可以将记忆像普通开关一样随意开启和关闭的方法。科学家们复制出与记忆相关的神经信号发放,设计出一个电子信息系统,能够在大鼠体内模仿与长期记忆相关的脑部功能,甚至是当大鼠服用导致失忆的药物后该系统也同样有效。
        “开关打开,然后大鼠就恢复记忆;开关关闭,大鼠就丢失记忆。”来自南加州大学维特比工学院(USC Viterbi School of Engineering)工程系生物医药工程的西奥多·柏格(Theodore Berger)教授如是说。柏格是近期发表在《神经工程期刊》(Journal of Neural Engineering 一篇文章的第一作者。他的团队与来自维克森林大学(Wake Forest University)的科学家一起完成了这项基于之前人们对于海马及其在学习行为中的功能而进行的研究。
        在这项研究中,实验人员先让大鼠进行学习训练,按某一个按钮即可以获得特定的奖赏。由维克森林大学心理及药理系的塞缪尔·戴德威勒(Sam A. Deadwyler)教授领队,科学家们运用植入式的电极探针记录了大鼠大脑海马内部两个主要分区之间的活动,这两个亚区被称为CA3CA1。该团队的前期研究显示,在大鼠的学习过程中,海马会将短期记忆转化为长期记忆。
        “大鼠没有了海马,”柏格认为,“就没有长期记忆,但短期记忆仍然会存在。”先前的研究结果认为是CA3CA1互相作用从而产生了长期记忆。令人吃惊的是,实验人员用神经阻滞药物将负责该项功能的两个区域的联接阻断后,之前训练过的大鼠忘记了经过长期记忆学会的行为。柏格表示,“这部分大鼠仍然表现它们还记得‘当你按下左键然后按下右键,然后再颠倒顺序’这个过程,并且它们大部分仍然知道按键意味着有水喝,但是他们只能在5-10秒钟之内记得刚才按过的是左键还是右键。”
        由柏格教授领队的修复学研究团队建立了一个模型,并且将该实验结果继续深入,人工合成出了一种海马系统。该系统可以模拟出CA3-CA1的相互作用模式。当这个团队将电极设备模拟记忆编码功能时,被药物阻滞记忆的大鼠恢复了长期记忆的能力。另外,这些研究者们进一步探索了如果将此修复设备以及与其连接的电极植入具有完整功能海马的动物中,这个设备可以对大脑内部记忆形成进行强化,并且增强动物的记忆能力。
        该研究团队的文章中写道,“这些植入的实验模型研究头一次证明了,有了足够多的关于记忆的神经编码信息,能够识别和增强实时记忆的神经模拟系统能恢复甚至强化认知记忆过程。”
        根据柏格和戴德威勒的说法,下一步他们尝试在灵长类动物(例如猴子)中实施该项实验,最终目的是力图开发出能够帮助患有阿尔兹海默症,中风或者创伤后复建的人类的相关设备。