記憶可以移植嗎?
2018年5月14日上線的美國神經科學學會附屬電子刊物eNeuro刊登了一篇論文,得出結論說記憶是可以移植的。消息傳開後引起了很多人的興趣,因為此前隻有科幻小說裏才會有類似的情節,比如《黑客帝國》裏的主人公曾經通過記憶移植軟件讓自己迅速掌握了開飛機的技能。
這篇論文的作者是美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)的大衛·格蘭茲曼(David Glanzman)教授,他和同事們訓練一批海兔(一種海洋軟體動物)學會了躲避電擊,然後從訓練過的海兔腦袋裏提取出RNA,將其注射進另一批未經訓練的海兔大腦之中,後者竟然立刻就學會了這項技能,似乎前者對於電擊的恐怖記憶被移植給了後者。
這篇論文及其結論遭到了很多人的質疑,一部分反對者認為,海兔的神經係統太過簡單,這個實驗很難用在人類身上,沒有價值;另一部分反對者認為,對電擊的恐懼不能算是真正的神經記憶,很有可能隻是一種簡單的生理反應。
支持者則相信,這篇論文顛覆了現有的理論,將會給腦神經科學領域帶來天翻地覆的變化。
眾所周知,大腦是最難研究的人體器官,人腦的各種高級功能當中最棘手的難題就是記憶的儲存方式。如果這個問題被解決了,不但可以攻克阿爾茲海默氏症等和記憶力喪失有關的不治之症,而且還有助於解答一個困擾了人類很多年的哲學問題,那就是人類的自我意識到底是怎麽形成的。
早年間人們相信記憶可以分成一個個基本單元,分別儲存在某個被稱為“印痕”(Engram)的腦組織之內。可惜科學家們找了幾十年都沒有找到這個“印痕”,於是有人開始懷疑這個理論的正確性。
隨著大腦掃描技術的出現,尤其是高精度的功能性核磁共振掃描技術(fMRI)出現後,科學家們逐漸意識到記憶並不是儲存在某個微小的特定區域內,而是儲存在若幹神經元組成的神經微網絡內。比如,當實驗小鼠經過訓練獲得某種記憶後,小鼠大腦內的一大片區域都被激活了。
再後來,科學家們掌握了激活(或者抑製)單個神經元的方法,並利用這項技術把負責儲存簡單記憶的神經微網絡精確地畫了出來。有幾家實驗室甚至可以通過不同頻段的光照來激活(或者抑製)特定的神經微網絡,增強(或者消除)小鼠對某件事的記憶力。
這裏所說的神經微網絡指的是神經元之間的連接方式。一部分科學家認為,記憶的形成就是現有連接方式的加強,另一部分科學家則相信,記憶的形成源於新的連接方式的建立。雖然細節有爭議,但大家都相信記憶是儲存在神經元連接方式之中的。如果這個說法是正確的,那麽記憶的移植和恢複就會變得格外困難,因為每個人大腦內的神經元都是不同的,連接方式自然也是不同的,不但無法通用,而且一旦丟失就再也恢複不了了。
格蘭茲曼這篇論文的革命性就在這裏。他證明記憶並不是儲存於神經元之間的連接方式上,而是儲存於遺傳物質之中。他相信RNA通過某種特定方式改變了神經元細胞核之中的DNA,記憶其實是儲存在DNA之中的。隻有這樣,記憶才可以在不同個體之間相互傳遞。
格蘭茲曼屬於少數派,他的這套理論並沒有被主流科學家認可,但確實有越來越多的證據證明他的理論也許有一定的道理。比如耶路撒冷大學的幾名科學家通過分析小鼠大腦內的基因表達,發現不同的記憶類型對應著不同的表達模式,他們甚至可以通過分析基因表達模式倒推出小鼠究竟記住了什麽,是興奮的感覺還是恐懼的回憶。
如果這一理論最終被證明是正確的,那麽人類就真的有可能通過基因療法來治療失憶症,甚至定向消除某種不愉快的記憶。
(本文刊發於《三聯生活周刊》2018年第23期)