來(lái)源:科學(xué)媒介中心
記憶移植就是把一個(gè)有記憶能力的生命體腦中的記憶,轉(zhuǎn)移到另一個(gè)生命體的腦中。是不是聽(tīng)起來(lái)非常不可思議?
很多科幻作品都有關(guān)于記憶移植的片段,科學(xué)家也曾經(jīng)做過(guò)很多實(shí)驗(yàn)來(lái)表明記憶移植是可行的。然而到目前為止,關(guān)于記憶移植的研究仍然存在很多問(wèn)題(包括技術(shù)、倫理等)。
記憶移植教會(huì)鳥(niǎo)兒唱歌
近日,德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心(Southwestern Medical Center, University of Texas)的研究者成功向鳴禽的大腦中植入記憶,使其在無(wú)需父輩教導(dǎo)的情況下學(xué)會(huì)發(fā)聲(唱歌)。相關(guān)研究發(fā)表于《科學(xué)》雜志:《記憶植入引導(dǎo)鳴禽進(jìn)行聲音學(xué)習(xí)》(Inception of memories that guide vocal learning in the songbird)。
研究者選用與人類(lèi)聲音發(fā)育階段相似的鳴禽——斑胸草雀(zebra finch),作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。自然條件下,斑胸草雀通常會(huì)從父輩鳥(niǎo)類(lèi)處學(xué)習(xí)唱歌,它們將旋律存儲(chǔ)在大腦記憶中,經(jīng)過(guò)重復(fù)多次的練習(xí),就能學(xué)會(huì)如何發(fā)出同樣的歌聲。
在本實(shí)驗(yàn)中,研究者通過(guò)光遺傳學(xué)技術(shù)(一種利用光學(xué)來(lái)監(jiān)測(cè)和控制大腦活動(dòng)的方法)來(lái)控制大腦與聽(tīng)覺(jué)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)相關(guān)的區(qū)域,從而對(duì)其進(jìn)行記憶編碼。具體來(lái)說(shuō),研究人員利用光遺傳學(xué)技術(shù),通過(guò)選擇性地激活大腦中某些特定的神經(jīng)元回路,向幼年斑胸草雀的腦中有效地植入記憶(曲調(diào)),從而教會(huì)幼鳥(niǎo)鳴唱之前未聽(tīng)過(guò)的簡(jiǎn)單歌曲。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),神經(jīng)元保持活躍的時(shí)間長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于歌曲中音符的長(zhǎng)度。也就是說(shuō),每個(gè)音符的持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)于用光線(xiàn)維持神經(jīng)元活躍的時(shí)間:曝光時(shí)間越短,音符越短。研究者也通過(guò)觀察大腦中神經(jīng)元的電生理特性以及控制這種行為的腦回路特征,進(jìn)行相關(guān)的映射研究,從而更好地理解大腦中控制這種行為的不同節(jié)點(diǎn)是如何連接的。
通過(guò)該研究,科學(xué)家首次確定了可對(duì)目標(biāo)記憶進(jìn)行編碼的大腦區(qū)域,當(dāng)我們通過(guò)模仿進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)候,大腦能夠調(diào)用該記憶區(qū)域里的信息。人類(lèi)的大腦、語(yǔ)言以及和語(yǔ)言相關(guān)的通路比鳴禽的神經(jīng)回路要復(fù)雜得多,從鳥(niǎo)叫到人類(lèi)語(yǔ)言還需要更多的,甚至復(fù)雜的研究。
距離實(shí)現(xiàn)真正的記憶移植,還有很長(zhǎng)的路要走,但現(xiàn)階段取得的研究成果是令人振奮的。
關(guān)于記憶移植的重要實(shí)驗(yàn)
記憶移植真的能夠?qū)崿F(xiàn)嗎?科學(xué)家為此做了許多的嘗試,簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)關(guān)于記憶移植的重要研究。
注射核糖酸實(shí)現(xiàn)記憶移植
2018年
2018年,加州大學(xué)洛杉磯分校的科學(xué)家們首次使用注射核糖核酸(RNA)的方法,在一只海蝸牛身上實(shí)現(xiàn)了記憶移植。研究人員先對(duì)一只海蝸牛進(jìn)行可承受的電擊反應(yīng)訓(xùn)練,使其對(duì)電擊產(chǎn)生記憶,再將這只海蝸牛中提取的RNA注射到一只沒(méi)有經(jīng)過(guò)電擊的海蝸牛中。令人驚訝的是注射RNA的海蝸牛,在電擊下卷縮時(shí)間近40秒,就像記得曾被電擊過(guò)知道如何應(yīng)付。
人腦芯片記憶移植嘗試
1999年
1999年,美國(guó)亞拉巴馬大學(xué)心理科技研究中心進(jìn)行了一項(xiàng)記憶移植手術(shù),為損傷了大腦平衡器的中學(xué)生凱利植入“運(yùn)動(dòng)記憶芯片”。芯片植入成功后的凱利能作出優(yōu)美的體操動(dòng)作,幾天后記憶衰減。取出芯片以后,凱利又同以前一摸一樣了。
“記憶切割移植”實(shí)驗(yàn)
1997年
首次“記憶切割移植”實(shí)驗(yàn)是由美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的動(dòng)物神經(jīng)研究所完成的。1997年,研究者將兩只牧羊犬互換大腦,測(cè)定“換腦術(shù)”后牧羊犬的記憶情況。手術(shù)成功出現(xiàn)奇跡:“白癡”牧羊犬醒來(lái)第一眼就在人群中找到了主人,并對(duì)主人的指定一一照辦,而被更換后的“天才”牧羊犬則對(duì)主人視而不見(jiàn),毫無(wú)反應(yīng)。
蜜蜂的記憶移植研究
1978年
記憶移植的研究是從昆蟲(chóng)(蜜蜂)開(kāi)始的。1978年,原聯(lián)邦德國(guó)生物學(xué)家通過(guò)蜜蜂尋找蜜糖的實(shí)驗(yàn)證明了蜜蜂的記憶可以被移植。兩只健康的蜜蜂經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培訓(xùn),形成了每天在固定的時(shí)間飛到蜂房尋找蜜糖的習(xí)慣,研究者將它們腦神經(jīng)中的物質(zhì)抽出,注入到兩只未經(jīng)過(guò)任何訓(xùn)練的蜜蜂中,發(fā)現(xiàn)后來(lái)的兩只蜜蜂也能夠飛到蜂房中去尋找蜜糖。
如果將人腦的記憶比作硬盤(pán),那么通過(guò)拷貝進(jìn)行記憶移植就能迅速擴(kuò)大記憶量。如果未來(lái)某一天,我們真的可以隨意刪除、儲(chǔ)存記憶,甚至能將科學(xué)偉人的記憶移植于后人,將會(huì)是怎樣一番情景呢?
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