@ 2018.05.25 , 17:00

科学家用蜗牛实验了记忆移植

有一群科学家声称他们成功地通过将训练有素的海蜗牛的RNA注射到未经训练的蜗牛中,借此传递了蜗牛的记忆。他们在第二只蜗牛的行为里观察到了训练后的反射痕迹。

这项研究的目的不是为了创造某种软体动物的大脑,而是为了帮助人类了解记忆的内在的物理机制——以后我们可以找回失去的记忆,并冲淡痛苦的回忆。

由加利福尼亚大学洛杉矶分校的生物学家David Glanzman领导的研究小组希望能够理解一种叫做英格拉姆engram的东西——某种记忆存储的物理路径。

最近的研究发现,失忆的病人,可以通过激活某种脑内组件来找回长期记忆。这一功能组件具体是什么,目前仍属未知。但这个过程似乎涉及到表观遗传修饰——有大量的RNA参与这一过程。

RNA也参与到形成长期记忆的过程。Glanzman和他的团队据此猜测,某些长期记忆有可能被这些遗传分子以某种方式携带并传递。

为了验证这一猜想,他们首先训练了蜗牛。并不像听起来那么困难——他们只是对一种名为Aplysia californica的海蜗牛的尾巴施加了虽说轻微但仍不愉快的电击。

研究人员对蜗牛的每日训练项目包括五组电击,每20分钟一次。然后,24小时后,重复了这一训练过程。

之后,当研究人员敲打它们时,那些有了心理阴影的蜗牛会将它们的身体收缩成防御姿势,平均持续50秒左右——但作为对照组的蜗牛只会敷衍地收缩一下,持续不到1秒钟。

下一步,从经过训练和未经训练的蜗牛中分别提取出RNA物质。然后将这些化学分子注入到两组未经训练的蜗牛体内。

研究人员见证奇迹的时刻:被注入了有心理阴影的蜗牛的RNA的蜗牛,受到刺激时,不再表现得像最初一样仅仅轻微地蜷起身体——现在,它们蜷缩成一团,平均达40秒。

科学家用蜗牛实验了记忆移植
Bédécarrats et al., eNeuro, 2018

同时,获取了未经训练的蜗牛的RNA的蜗牛,在受到刺激时,和最初的反应一致。

“我们好像移植了蜗牛的记忆。”Glanzman说。

对于下一阶段的实验,研究人员从两种蜗牛中提取出运动神经元和感觉神经元,将它们分别或者成对地放入培养皿中。

然后他们将之前提取的RNA加入到这些培养皿中,观察它们对神经元的影响。

科学家们发现,受过训练的蜗牛的RNA可以增加感觉神经元的兴奋性。

而且,当然,未经训练的蜗牛的RNA对感觉神经元没有这种作用。

目前被广泛接受的理论是,修改突触可以影响记忆的存储——突触是大脑中神经元之间传递信号的结构。但Glanzman认为,记忆实际上被存储在神经元本身——他的实验证实了这种可能性。

“如果记忆存储在突触中,我们的实验就不可能奏效。”他解释说。

当然,我们需要进一步的研究来确认这种可能性。首先,尽管由于它们的神经元与我们的神经元非常类似,所以A.californica蜗牛被广泛地用于神经学的实验中,但我们在动物模型中观察到的东西并不总是可以照搬到人类身上。

有可能RNA传递了一些其他的特质,而不一定是记忆。

“这很有趣,但我不认为他们移植了记忆,”并未参与研究的都柏林圣三一学院的生化学家托马斯瑞恩对卫报说,“这项工作告诉我,也许最基本的条件反射涉及到动物的某种遗传因子,Glanzman提取的那种东西恰好对应这个过程。”

但如果Glanzman是对的,他的发现可能会深刻地改变世界。

他说:“我认为在不远的将来,我们可能会使用RNA来改善阿茨海默病或创伤后应激障碍的影响。”

该研究已发表在期刊eNeuro上。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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