改寫記憶(1/2)

改寫記憶(1/2)

撰文/Nicola Davis│譯者/蔡承志
轉載自《BBC知識》2014年7月第35

是不是曾經期望擁有更好的記憶力,這樣你就能夠更輕鬆記住姓名、日期和臉孔,甚至考試考出更好的成績?要不然就把失敗戀情的記憶全部泯除,好比Michel Gondry執導的奧斯卡得獎電影《王牌冤家》(Eternal Sunshine of the Spotless Mind)劇中人物的做法?或者就來一段虛擬旅行,像阿諾在科幻經典《魔鬼總動員》(Total Recall)片中飾演的Douglas Quaid那樣,透過直接植入腦中的虛假記憶,來趟太陽系之旅?

喔,這類療法有可能比你想的來得更快,因為科學家已經開創長足進展,懂得如何抹除、增進記憶,甚至創造記憶。

「記憶是非常重要的認知向度,」英國東英吉利大學資深研究員David Vauzour表示,「這不單是指你的記憶能力,還包括你能記住什麼。有些記憶短暫保留後就去除了,但最重要的記憶就會貯存在腦中,還能任意取出。這種習得新資訊並貯存、回憶的歷程,牽涉到很複雜的腦功能互動作用。」

首先我們得先弄清楚這種複雜之極的神經和化學作用網絡,了解人腦如何貯存、回想記憶內容,最後我們才可能釐清如何操控記憶。

抹除記憶

對許多人來講,抹除記憶會帶來一個道德難題。記憶當然可以是極大喜樂的根源,然而它也可能是極大痛苦的根源,好比罹患創傷後壓力症候群(PTSD)或遭受毒癮毒害的狀況,就這種情況,抹除記憶或許是解決之道。創傷後壓力症候群患者會不斷浮現創傷記憶。相同道理,吸毒成癮的人則會把某些習慣和先前的欣快感受連結在一起,而這種快感就會刺激他們渴求毒品。若能清除或壓抑特定記憶,那麼就能夠預防創傷情緒和有害行為。

轟擊記憶

那麼記憶到底該怎樣抹除?Vauzour說明,「研究人員採用了一種三階段模型,來描述腦子如何學習和記憶,這三個階段是:習得(acquisition)、鞏固(consolidation,又譯固化)和提取(retrieval),當中任何一道過程受了損傷,就會造成記憶衰退。」

這裡提出一個運用記憶鞏固過程的研究,那是荷蘭內梅亨大學(RadboudUniversity Nijmegen)的Marijn Kroes和幾位同事做的一項「受試者內操弄」研究。記憶會不斷在心中重寫或者再次鞏固,有點像是硬碟重組作業。不過電擊痙攣治療法(編註:ECT,又稱電療法,是藉由電擊腦部誘發痙攣來治療精神疾病的療法。)卻似乎能預防記憶在「再鞏固」處理階段被重寫或改動。該團隊這一項2013年的研究發表在《自然神經科學》(Nature Neuroscience)期刊,研究招募因憂鬱症接受電擊痙攣治療的人參與,向他們呈現一段令人不安的圖文故事,隔了一週再提醒受試者這段情節,並給予電擊治療。結果就把他們對這段痛苦記敘的記憶完全抹去。

據信記憶是貯存於樹突棘,也就是本圖所示從樹突長出的一根根毛髮狀纖細結構,而樹突則是從神經元主細胞體分叉出來。(圖片來源:Science Photo Library)

另有些人採行化學門路,也做出了相仿突破發現,好比美國加州聖地牙哥斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)Courtney Miller博士領導的一項2013年研究就驗證了這點。Miller試圖幫甲基安非他命成癮人士清除毒品使用相關記憶,期能循此協助他們戒毒。

「神經元靠樹突棘(dendritic spine)這種小型結構彼此相連,我們認為這就是記憶的實體貯存處所,」Miller博士解釋。「樹突棘結構由一種支架負責維繫,支架組成單元為肌動蛋白(actin),這種蛋白質能支持在記憶生成時產生的神經元連結,從而促進形成記憶。這種肌動蛋白單元結合形成長鏈並增大樹突棘,還能穩定特定神經元連結,把記憶貯存下來。」

「就你的尋常記憶方面,」她補充說明,「各個肌動蛋白單元都周轉得非常緩慢,頂部先有一個脫離,接著從底部另外補上一個。不過使用甲基安非他命的時候,形成記憶時這些單元就移動得非常快速。所以我們利用這點,讓動物使用紅海海綿素A(Latrunculin A),這種藥物能凝聚這群肌動蛋白單元,使它們無法回頭納入肌動蛋白長鏈。由於肌動蛋白單元依然從頂部脫離,卻不再有單元從底部補上,這似乎就可以瓦解肌動蛋白鏈,於是我們也失去了服食甲基安非他命後的記憶可儲存的結構。」

「這項發現之所以令人振奮,原因是那一類抑制劑似乎很挑,分別影響不同類記憶。我們認為有辦法選擇性瞄準毒品相關記憶,將來說不定還大有可能針對傷痛記憶下手,因為腦子使用不同的機制來貯存這些記憶。」

麻省理工學院的蔡立慧博士證明,使用一種藥物能協助抑制小鼠的記憶。(圖片來源:Getty)

《細胞》期刊2013年1月號刊出了更新近的一項研究,披露一類稱為組織蛋白去乙醯酶抑制劑(HDACIs)的藥物能強化頭腦的記憶替換能力,促進新記憶永久替換舊有創傷記憶。這類藥劑的臨床前研究第一階段,由麻省理工學院的蔡立慧博士負責指導,她讓小鼠聽到一種聲調,隨後就給予電擊。當小鼠懂得把這兩起事件連結在一起,往後每聽到那個聲調,即便並沒有受到電擊,牠們都會怕得僵住。接著研究人員反覆呈現聲調,但不施予電擊,來測試小鼠能不能「反向學習」,忘掉這種連結,不再一聽到音調就僵住。結果發現,前一天在聽到特定聲調後遭受電擊的小鼠的確忘了那種連結,然而在早先一個月形成創傷記憶的小鼠卻忘不了。接著實驗為這群小鼠施打組織蛋白去乙醯酶抑制劑,再讓牠們「反向學習」,結果這群小鼠也不再一聽到音調就僵住。

遺傳記憶

麻省理工學院的研究人員繼續深入鑽研,他們發現了TET1這種基因和「記憶消除作用」有關。這篇研究2013年刊載在《神經元》(Neuron)期刊,其發現顯示,增強TET1的活性如何能夠更輕易以正向記憶來替換可怕的記憶,從而嘉惠罹患創傷後壓力症候群的人。

研究人員把TET1基因「正常」與「缺損」的兩組小鼠分別關進籠子,然後施予電擊,讓牠們對那個籠子心生恐懼,然後將牠們取出。之後小鼠被擺進同一個籠子,只是沒有接受電擊,結果TET1基因正常的那組不再害怕籠子,因為那樣的記憶已經被未受電擊的新記憶換掉了,而TET1基因缺損的小鼠即使不再遭受電擊,在籠子裡仍會感到害怕。(待續)

(插畫:chrisstockdesign.co.uk)

(本文由教育部補助「AI報報─AI科普推廣計畫」取得網路轉載授權)

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