移植記憶不是夢 美國海兔研究告訴你

by:徽徽
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幾十年來,科幻小說不乏出現移植記憶的情節,而這件事在科學進步下越來越有可能成真。

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你相信記憶可以被移植這件事嗎?過去許多科幻電影和小說都有出現這樣的情節,現在神經科學界也對此有了突破性的發現。

Photo: Airman Magazine

電影情節不是夢

近日,科學家成功將某隻海兔的記憶移植到另一隻海兔身上,不過如果要像電影《魔鬼總動員》(Total Recall)或《王牌冤家》(Eternal Sunshine of the Spotless Mind)中,可以恣意修改和消除記憶還有好長一段路要走。

觸發防禦機制的記憶

根據加州大學洛杉磯分校(UCLA)研究團隊的假設,他們認為海兔身上觸發防禦機制的記憶並不像其他科學家認為的那樣,被編碼進腦細胞之間的連結,而是存在於構成部分有機體遺傳機制的RNA分子中。

神經元數少  找海兔就對了

為了證明他們的假設是正確的,研究人員找來了神經科學家偏愛研究的海兔來實驗。海兔全身只有大約 2萬個神經元,人類大約有 1,000億個神經元。研究人員也把他們的發現發表在《eNeuro》神經科學期刊上。

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圖為一隻加州海兔,這是一種生長在熱帶海域潮間帶或亞潮帶的軟體生物,牠們全身只有大約 2萬個神經元,是神經科學家偏愛的實驗對象。圖為一隻遭到攻擊憤而釋放彩色煙霧的海兔。

Photo: Genny Anderson

輕敲海兔的外殼

首先,研究人員找來了一群海兔當作實驗組,他們利用一系列溫和電擊去訓練海兔,讓牠們把潛在危險和研究人員輕觸外殼連結在一起。隨後,研究人員只要輕敲海兔的外殼,牠們就會躲進殼中大約 50秒,而一般未經訓練的海兔只會躲進殼中 1秒。

也知道要躲久一點

隨後,研究人員把從有訓練過的海兔身上取出的RNA植入沒有訓練過的海兔,結果發現這些未經訓練的海兔殼被輕觸時會縮進殼裡大約 40秒。不只如此,當研究人員對培養皿中的感覺神經細胞做一樣的實驗時,他們看到了類似的效果。

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帶領研究的神經生物學教授格蘭茲曼表示,實驗海兔的表現就像被移植了記憶一樣。

Photo: AK Rockefeller

「這就像移植記憶」

帶領研究的UCLA神經生物學家格蘭茲曼(David Glanzman)說:「這就像是我們移植了記憶一樣。」

為了確保研究結果不是因為RNA植入過程造成海兔的行為改變,研究人員也將沒有訓練過的海兔RNA植入另一組沒有訓練過的海兔身上,結果發現海兔被輕敲殼後躲進殼中的時間在RNA植入前和植入後並沒有改變。

放心!海兔沒受傷

格蘭茲曼教授也提到,海兔在整個實驗過程中沒有因為電擊而受傷:「這種海洋生物一收到警報就會釋放美麗的紫色墨汁,把自己藏起來讓掠食者找不到。這些實驗中的海兔收到警報後都有釋放墨汁,牠們的身體並沒有因為電擊而受傷。」

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研究人員表示,記憶有分很多種,在這項實驗中並沒有證明可否移植像是生日這種帶有生活經驗類型的記憶。

Photo: Кирилл Чеботарь

特定種類的記憶

格蘭茲曼教授表示:「我們在談的是非常特定種類的記憶,跟那種我五歲生日時發生什麼事,或是誰是美國總統的那種記憶不同。」

因此,當格蘭茲曼教授被問到這種移植防衛記憶的過程,可否推演到移植生活經驗記憶時,他並不確定。但是,他樂觀地表示,一旦人類更加了解記憶儲存是怎麼一回事,就更有可能去探索不同類型的記憶要怎麼應對。

記憶儲存在哪裡?

長久以來,科學家都認為人類的記憶被儲存在大腦神經元之間的突觸,而每個神經元有好幾千個突觸。但是,格蘭茲曼教授認為記憶儲藏在神經元中,他說:「如果記憶儲存在突觸中,我們的這項實驗不可能行得通。」他也提到人類的細胞和分子過程與海兔非常相近。

放眼未來  治療阿茲海默症

無論如何,格蘭茲曼教授認為,未來或許可以用這份研究當作基礎,喚醒並且恢復阿茲海默症患者早期消失的記憶,或是幫助受到創傷後壓力症候群(PTSD)影響的人們。

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不是所有的研究人員都認同格蘭茲曼教授的海兔研究,但隨著越多新點子的出現,就越能走出一條不同的路。

Photo: Tom Blackwell

海兔雖然棒,但是......

針對這一份移植海兔防禦記憶的新研究,英國卡地夫大學專門研究記憶的神經科學教授凡恩(Seralynne Vann)說:「很明顯還得做更多研究才能決定這些改變(被植入RNA的海兔反應)夠不夠強大,以及確認(造成海兔行為改變)背後的機制是什麼。」

「雖然海兔在研究基礎神經科學上是個很棒的模特兒,但我們拿牠來和人類記憶過程比較必須非常小心,畢竟這個過程更複雜。」

不是所有人都買單

在都柏林三一學院研究記憶的助理教授萊恩(Tomás Ryan)博士表示:「這份研究很有趣,但我不認為他們真的移植了記憶。這份研究告訴我或許最基本的動物行為反應包含某些開關,而格蘭茲曼萃取的液體中含有某些能觸動開關的東西。」

越多新點子越好

無論如何,萊恩博士補充到,人們應該更大膽地思考記憶這回事。他說:「在這個充滿教條的領域,我們都等著前人退休這樣我們才可以往前進,我們需要越多新點子越好。這份研究帶著我們走上一條有趣的路,但我對此有很大的懷疑。」


延伸閱讀:《幫你備份大腦記憶 死後在未來世界重生
為什麼我們想不起小時候?
「聞」到過去的美好 新發明帶你重溫舊夢

參考資料:
01 Scientists 'transplant memories' between sea snails via injection
02 'Memory transplant' achieved in snails
03 US scientists transfer memory from one snail to another by transplanting RNA