如何以人工制造记忆

2019-12-18 03:22Sora
看世界 2019年20期
关键词:电击嗅觉气味

Sora

经验和记忆是密不可分的,直到最近一篇关于完全利用人工制造记忆的报告出炉。

研究者们通过绘制实验动物所形成的大脑回路,反向制造出了特定的记忆。然后,他们以自然记忆的模式刺激脑细胞,来“训练”另一只动物。这样就创造出了一段人工记忆,它以一种与自然记忆无法区分的方式,被留存和回忆。

记忆对个人的身份感至关重要。

这项研究意义非凡,因为它证明了通过操纵大脑中的特定回路,记忆可以与经验分开,并在完全没有真实体验的情况下形成。这种记忆可以通过真实环境中适当的感官线索来触发。

该研究为记忆如何在大脑中形成,提供了一些基本理解,其中包含了记忆的转移、修复增强和擦除。那些在记忆障碍中挣扎的人,和那些无法从经久不衰的创伤记忆中走出来的人,可能会从这项研究中受益。

人造记忆

最近的研究发现,通过训练老鼠将特定气味(樱花香味)与足部电击联系起来,可以形成自然记忆。

在实验中,它们要穿过矩形测试室,到达注入了不同气味的测试室另一端,从中学会避开某种气味。其中,香芹籽香味来自一种名为香芹酮的化学物质,而樱花香味来自另一种化学物质苯乙酮。研究人员发现,苯乙酮可以在离散型嗅觉神经细胞上激活特定类型的受体。

然后,他们转而研究另一种复杂的技术—光遗传学,以激活嗅觉神经细胞。光敏蛋白被用于刺激特定神经元,以响应通过手术植入的光纤传递到动物大脑的光。研究人员使用了仅对苯乙酮敏感的转基因动物,通过将足部电击与对苯乙酮敏感的嗅觉神经的光刺激配对,让动物将电击与嗅觉神经的活动联系了起来。于是,这些老鼠学会了避开樱花的气味。

这些初步实验显示,动物不需要实际体验气味来记住该气味与足部电击之间的联系。但这并不是一个完全“人造”的记忆,因为电击的感觉仍然是非常真实的。

为了构建完全由人工制造的记忆,科学家们同样需要以模仿足部电击引起的神经活动的方式刺激大脑。

为了创造真正的人造记忆,研究人员需要以刺激嗅觉感受神经的方式,刺激腹侧被盖区。他们用光刺激嗅觉受体,来模拟樱花的气味,然后刺激腹侧被盖区,模仿令实验鼠厌恶的足部电击。

由此,这些动物的脑海,有了并不存在的“记忆”。它们对从未遇到过的气味进行了反应,避开了它们从未受到过的电击。

记忆假体

很长一段时间以来,大脑中的记忆是如何形成的—以及大脑中伴随着记忆形成的物理变化,一直是个谜。

在这项研究中,导致新记忆形成的对特定大脑区域的电刺激,同时也激活了已知的参与记忆形成的其他大脑区域,包括被称为基底外侧杏仁核的区域。

因为神经细胞通过突触的连接彼此通信,所以科学家们假设,突触活动的变化导致了记忆的形成。

在海蛞蝓中,研究人员可以从经历过某段体验的个体中提取RNA。RNA包含与记忆相关的动物神经中产生的蛋白质代码,从而将记忆从一个个体转移到另一个个体。

在记忆转移的实验中,会采用受过训练的动物。而在光遗传学研究中,与记忆相关的电活动模式,是在小鼠脑内重新建立的。这是关于人工制造记忆的第一份报告。

对记忆的研究和为操纵记忆的努力进展迅速。在美国国防高级研究计划局(DARPA)的支持下,研究人员开发了一种“记忆假体”,旨在通过电子刺激人脑中的记忆中心,来增强记忆的形成与回忆。

加州大学洛杉矶分校的生物学家David Glanzman将一只海蛞蝓的R N A 注入另一只海蛞蝓,从而创建了人工记忆

这份报告中用来创造人工记忆的方法,并不会很快在人类中使用。

相比之下,使用被称为“永恒阳光”—以好莱坞电影《美丽心灵的永恒阳光》命名的药物(zeta抑制肽,或ZIP)来进行的记忆擦除,可以用来治疗慢性疼痛。

这些努力背后有合法的动机。记忆被称为“灵魂的抄写员”,它是个人历史的源泉。有些人可能会寻求恢复丢失或部分丢失的记忆。其他人,例如那些患有创伤后应激障碍或慢性疼痛的人,可能会试图通过擦除记忆来寻求对创伤的缓解。

这份报告中用来创造人工记忆的方法,并不会很快在人类中使用:没有人像实验中使用的动物一样经过转基因手术,也不可能接受多次植入光纤电缆和病毒注射。然而,随着技术和策略的发展,操纵人类记忆的可能性变得更加真实。

创造人工记忆使我们更加了解记忆是如何形成的,并最终可以帮助理解和治疗像阿爾茨海默病这样的可怕疾病。

记忆是人类的核心。我们需要保持警惕,确保任何“操纵”都是道德的。

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