科技行者
Robert Martone
編譯整理 | 科技行者
人類從自身與世界的交互當(dāng)中不斷學(xué)習(xí)，這樣的學(xué)習(xí)經(jīng)歷所帶來(lái)的記憶則有助于指導(dǎo)我們的下一步行為。經(jīng)驗(yàn)與記憶，二者密不可分——至少?gòu)母旧厦懿豢煞帧?br>
但最近，有報(bào)道稱科研人員已經(jīng)成功構(gòu)建了一個(gè)全人工的記憶。利用實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物，研究人員通過(guò)繪制大腦回路來(lái)反向設(shè)計(jì)出特定的自然記憶。由此創(chuàng)造出的人工記憶，將以完全等同于自然記憶的方式進(jìn)行保存與回憶。
記憶是一種非常重要的元素，能夠幫助生物通過(guò)自身經(jīng)歷建立起身份觀念。而這項(xiàng)研究之所以值得高度關(guān)注，是因?yàn)?/span>它證明了通過(guò)操縱大腦中的特定電路，記憶完全可以與經(jīng)歷拆分開(kāi)來(lái)，即在毫無(wú)真實(shí)體驗(yàn)的情況下形成。這項(xiàng)工作也表明，我們可以人為刺激大腦當(dāng)中通常與某些特定經(jīng)歷相關(guān)的回路，借此將這些回路聯(lián)系在一起。同時(shí)，這樣的記憶同樣能夠在真實(shí)環(huán)境中適當(dāng)通過(guò)的感官線索被引發(fā)。
此項(xiàng)研究為大腦當(dāng)中的記憶形成方式建立起了一些基礎(chǔ)性理解，同時(shí)也有力推動(dòng)了包括記憶轉(zhuǎn)移、修復(fù)增強(qiáng)以及擦除在內(nèi)的新興記憶操作科學(xué)的發(fā)展。這些努力有望對(duì)無(wú)數(shù)受眾產(chǎn)生巨大影響——特別是那些掙扎在記憶障礙當(dāng)中或者留下難以磨滅的創(chuàng)傷性記憶的人們，這也把此次研究的意義提升到了社會(huì)學(xué)與倫理學(xué)的層面。
在最近的研究當(dāng)中，通過(guò)訓(xùn)練老鼠將特定氣味（櫻花）與腳下的電擊聯(lián)系起來(lái)形成自然記憶，它們學(xué)會(huì)了避免將另一種不同的氣味（香芹籽）帶到矩形測(cè)試室的另一端。香芹籽的香味來(lái)自一種名為香芹酮的化學(xué)物質(zhì)，而櫻花的香味則來(lái)自另一種化學(xué)物質(zhì)苯乙酮。研究人員們發(fā)現(xiàn)，苯乙酮能夠在離散型嗅覺(jué)感覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞上激活特定類型的受體。
接下來(lái)，他們轉(zhuǎn)向另一種復(fù)雜的技術(shù)——光遺傳學(xué)，用以激活這些特定的嗅覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞。根據(jù)光遺傳學(xué)，他們利用光敏蛋白刺激特定神經(jīng)元，以響應(yīng)通過(guò)手術(shù)植入至腦部、用于傳遞光線的光纖。在第一次實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，研究人員使用了僅在苯乙酮敏感型嗅覺(jué)神經(jīng)中制造光敏蛋白的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。通過(guò)將腳下的電擊與對(duì)苯乙酮敏感的嗅覺(jué)神經(jīng)光刺激進(jìn)行配對(duì)，研究人員幫助動(dòng)物把這兩者聯(lián)系了起來(lái)。在后來(lái)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)老鼠會(huì)刻意回避櫻花的氣味。
第一步實(shí)驗(yàn)，表明動(dòng)物并不需要實(shí)際體驗(yàn)氣味，也同樣能夠記得氣味與腳部電擊之間的聯(lián)系。但是，這仍不屬于完全人造的記憶，因?yàn)殡姄舻母惺芊浅Ｕ鎸?shí)。為了構(gòu)建起全人工記憶，科學(xué)家們還需要模仿腳部電擊引起的神經(jīng)活動(dòng)，并以直接腦刺激的方式重現(xiàn)這種感覺(jué)。
早期研究顯示，被稱為腹側(cè)被蓋區(qū)（VTA）的結(jié)構(gòu)中的特定神經(jīng)通路，對(duì)于腳部電擊帶來(lái)的負(fù)面感受起到重要作用。為了創(chuàng)造出真正的人工記憶，研究人員需要利用等同于刺激嗅覺(jué)神經(jīng)的方式刺激CTA，但轉(zhuǎn)基因動(dòng)物只能在這些神經(jīng)中產(chǎn)生光敏蛋白。而為了使用光遺傳學(xué)刺激，他們?cè)谙嗤霓D(zhuǎn)基因小鼠中繼續(xù)刺激嗅覺(jué)神經(jīng)，同時(shí)利用病毒將光敏蛋白引入VTA當(dāng)中。光刺激嗅覺(jué)受體負(fù)責(zé)模擬櫻花的氣味，VTA刺激則負(fù)責(zé)模擬因腳部電擊帶來(lái)的負(fù)面感受。最終，這些小動(dòng)物成功想起了人工記憶，它們躲開(kāi)了從未聞到過(guò)的氣味，回避了從未受到過(guò)的電擊。
長(zhǎng)久以來(lái)，人們關(guān)于大腦中的記憶是如何形成的，以及記憶形成過(guò)程中引發(fā)的大腦物理變化——一直不甚了然。在這項(xiàng)研究中，創(chuàng)造新記憶的特定大腦區(qū)域內(nèi)的電刺激同時(shí)也激活了已知參與記憶形成的其它大腦區(qū)域，包括被稱為基底外側(cè)杏仁核的區(qū)域。因?yàn)樯窠?jīng)細(xì)胞通過(guò)突觸連接進(jìn)行彼此通信，所以我們可以確信突觸活動(dòng)變化決定記憶形成的假設(shè)基本成立。
對(duì)于構(gòu)造簡(jiǎn)單的動(dòng)物，例如海蝸牛，我們可以通過(guò)提取RNA進(jìn)行移植的方式，將它們的記憶進(jìn)行轉(zhuǎn)移（RNA當(dāng)中包含有與記憶相關(guān)的動(dòng)物神經(jīng)中所產(chǎn)生蛋白質(zhì)的代碼）。而通過(guò)記錄受訓(xùn)動(dòng)物記憶中心（即海馬體）部位的電活動(dòng)，我們也可以刺激受體動(dòng)物產(chǎn)生類似的神經(jīng)活動(dòng)模式，從而在嚙齒動(dòng)物之間實(shí)現(xiàn)部分記憶轉(zhuǎn)移。這一過(guò)程實(shí)際上就是對(duì)特定神經(jīng)回路中的電活動(dòng)進(jìn)行刺激，從而引出記憶內(nèi)容。在記憶轉(zhuǎn)移的情況下，具體模式來(lái)自受訓(xùn)動(dòng)物；而在光遺傳學(xué)研究中，與記憶相關(guān)的電活動(dòng)模式則是在新的目標(biāo)小鼠腦內(nèi)重新建立而成。這是首例成功的人工記憶記錄，能夠幫助我們對(duì)于記憶的形成過(guò)程組織起基本的理解。
對(duì)記憶的研究與操縱嘗試正在快速發(fā)展。在國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）的支持下，研究人員們開(kāi)發(fā)出一種“記憶假體”，旨在通過(guò)對(duì)人腦中的記憶中心進(jìn)行電刺激以增強(qiáng)記憶的形成與回憶能力。與之對(duì)應(yīng)，我們還可以利用所謂Eternal Sunshine藥物（zeta抵制肽，簡(jiǎn)稱ZIP）實(shí)現(xiàn)記憶刪除。這里的Eternal Sunshine，名字源自好萊塢電影《美麗心靈的永恒陽(yáng)光》，研究人員們希望借此治療慢性創(chuàng)傷性記憶。
記憶被稱為“靈魂的抄寫員”，它也是個(gè)人經(jīng)歷的源泉。有些人可能希望恢復(fù)所有或者一部分丟失的記憶。另一些人，包括患有創(chuàng)作后應(yīng)激障礙或者慢性疼痛疾病的人們，則可能試圖擦除記憶以緩解那些不快的經(jīng)歷。
當(dāng)然，以上用于創(chuàng)造人工記憶的方法還不會(huì)很快被應(yīng)用在人類身上：首先，我們?nèi)祟惒⒉幌駥?shí)驗(yàn)動(dòng)物那樣以轉(zhuǎn)基因形式培育，我們也不可能接受多次光纖植入與病毒注射。然而，隨著技術(shù)與戰(zhàn)略的不斷發(fā)展，操縱人類記憶的可能性正在逐步提升。DARPA等軍事機(jī)構(gòu)的參與，也使得越來(lái)越人懷疑這些實(shí)驗(yàn)背后的動(dòng)機(jī)。這里面是否存在著一些可能令人害怕，或者說(shuō)不應(yīng)該甚至絕不能嘗試的行為？可以肯定，人工記憶有很大機(jī)率帶來(lái)反烏托邦式的后果。
無(wú)論如何，創(chuàng)造人工記憶，都使我們進(jìn)一步了解了記憶是如何形成的，這將最終幫助我們理解并治療像阿爾茨海默病這類可怕的疾病。但與此同時(shí)，記憶也是我們?nèi)祟悆?nèi)心最深處的核心，因此我們應(yīng)當(dāng)確保一切對(duì)記憶的操縱都遵守必要的道德準(zhǔn)則。
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