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原来忘却也可以调控:或能主动调控短期记忆

2017年12月06日 10:45:36  来源:新浪  编辑:滑稽
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“忘不了、忘不了……”这段令人叹息的惆怅情歌,却是人们在学习时最开心听到的。

“近15年,还没有开发出一个和认知相关的有效药物拥有增强记忆的显著效果。”清华大学教授钟毅分析,是因为过去开发的药物都是从记忆形成的角度入手,而不同记忆的启动分子又不一样,因此药物干涉“顾了这头、管不了那头”。

日前,国家重点基础研究发展计划(973计划)支持的“遗忘的功能和机制研究”项目进行了结题总结。在此项目的研究过程中,我国学者获得了多个世界首次的原创性发现,调控遗忘机制的基因及其引发的细胞通路的发现就是其中之一。

“目前我们研究中涉及的和海马相关的所有短期记忆,都由同一个遗忘机制管理。”课题负责人钟毅介绍,“我们发现了Rac1蛋白介导的遗忘‘开关’,能够主动调控短期记忆的遗忘。”

一百多年前,德国心理学家绘制了人类记忆的遗忘曲线,发现约70%的记忆会在几小时内快速忘记。为什么会出现这种现象呢?钟毅解释:“遗忘是千万年的进化过程中产生的非常精细的机制。我们猜测,短期记忆的存储空间有限。为了接纳更多新的记忆,生物进化出了主动遗忘的机制。”简言之,就是缓存不够,为了接受更多有用的信息,要让“调用区”足够宽敞。

“过去认为,学习仅仅促发了记忆。”钟毅说,但新的研究表明学习至少促发了3件事:一是产生记忆;二是激活了主动遗忘的通路,抹掉记忆以留取足够的存储空间;三是激活一个主动记忆保护通路,加强记忆的稳定性,以防止记忆意外地、灾难性地丢失。

这是一个均衡的、周到的记忆维护机制,它保护着人类大脑在复杂环境中免于受到认知的过度冲击。一旦平衡被打破将出现神经方面的疾病。“我们常见的自闭症就是因为不能正常激活Rac1,无法启动主动遗忘机制,使得社会交往、认知灵活性等受损造成的。”钟毅说,自闭症是“忘不了”,而老年痴呆(阿尔茨海默症)患者是遗忘机制太活跃,“忘得快”。探明了短时记忆与遗忘的机制,科学家们因此获得了这个名为“Rac1”的调控“钥匙”,“脑子里的弦”崩得太紧就松一松,太松弛了就紧一紧,进而能够寻找到治疗相关疾病的方法。例如,抚平地震等灾难造成的心理创伤,可以通过调控Rac1介导的遗忘开关为靶点设计方案治疗。研究表明,存在能够上调Rac1活性的学习训练,可以有效消退恐惧记忆。

在对老年痴呆的治疗方案上,项目课题组也已经取得了进展。“我们设计出了药物,能够抑制Rac1的活性,在果蝇和小鼠的身上做实验,已经证明可以减缓老年痴呆症果蝇模型和小鼠模型的记忆丢失症状。”钟毅说,争取2—3年内推动这类新药到临床实验阶段。

此外,“思想火花”也在这一项目中被证实。“观察到了‘线粒体炫’,线粒体是细胞的能量工程,学习发生的时候消耗大量能量,能量释放时,‘哗’一下就有一道荧光出来。”项目首席科学家、中国科学院昆明动物研究所研究员徐林介绍,“这是第一次直接看到了突触的学习过程。”

事实上,在对大脑的研究中,检测是最重要的途径和手段。在“遗忘的功能和机制研究”获得授权的发明专利目录中可以看到,基于电化学技术、新材料技术形成的检测仪器以及检测试剂盒或方法占了七成以上。项目甚至研制出了能够对全脑进行快速三维显微成像的技术手段,以前所未有的速度解析全脑活动图谱,直视神经活动。

检测手段的精进,使得该项目的观测精度大大提升。“能够排除干扰信号,探测到单个突触进行递质释放的过程。”徐林说,越精细越准确,观测发现了统治脑科学多年的传统理论的漏洞,修正工作在进一步推进中。

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