Nature：光遗传学操纵记忆不再是幻想

《记忆裂痕Paycheck》的主人公在完成一个秘密项目之后接受了记忆删除，结果他的整个生活都陷入了危机。现在，科学家们不仅能够抹去一段记忆，还可以重新激活它，操纵记忆已经不再是科幻片中的狂想。

加州大学圣迭戈医学院的研究人员，通过光遗传学刺激抹去了大鼠的一段恐惧记忆，随后又将其重新激活，这样的操作彻底改变了大鼠的行为。这是人们首次有选择性的去除和重新激活一段记忆，相关论文发表在六月一日的Nature杂志上。

“我们可以通过强化或削弱突触连接，随心所欲的形成、抹去和重新激活一段记忆，”文章的资深作者Roberto Malinow教授说。

研究人员对大鼠脑部的一组神经进行了光遗传学改造，使其对光敏感。他们对这些神经进行光学刺激，并同时电击大鼠的脚部。这些大鼠很快将特定的光学神经刺激与痛觉联系起来，在神经受到刺激但还没电击时表现出恐惧。研究显示，这些神经的突触发生了化学改变，突触连接得到增强（长时程增强LTP）。

随后，研究人员利用低频的光学刺激诱发长时程抑制LTD，并由此将突触连接削弱。结果这些大鼠无法对之前的神经刺激产生恐惧，说明它们大脑中与电击相关的记忆已经被抹去。最后，研究人员又通过高频刺激增强了这组神经的连接（长时程增强LTP），结果这些大鼠恢复了对特定刺激的恐惧反应。（延伸阅读：光遗传学之父Science再发突破性成果）

此前神经科学家们一直推测，神经元连接强化（长时程增强LTP）就是记忆形成的基础，但一致缺乏有力的证据。

研究人员在记忆形成时检测到了LTP，又用逆转LTP的过程抹去了记忆，最后通过LTP重新激活了记忆。这项研究说明LTP/LTD与记忆之间存在毋庸置疑的关联，首次证实记忆的实质就是神经元连接（突触）的强化。

“我们的研究显示，记忆形成的过程就是一组神经元的连接被强化，”Malinow说。“进一步研究表明，削弱突触相当于拆散这组神经，会使这段记忆失活。”

光遗传学技术可以帮助人们改变记忆回路中的突触强度，在此基础上实现一段记忆的形成、去除和重新激活。

Malinow指出，阿尔茨海默症患者大脑中累积的β淀粉样蛋白，也会削弱突触连接导致失忆。“既然削弱的突触能够被逆转，那么人们就可以想办法抵消β淀粉样蛋白所产生的影响。”

原始出处

Sadegh Nabavi,1, 4, Rocky Fox,1, 4, Christophe D. Proulx,1, John Y. Lin,2, Roger Y. Tsien2, 3, & Roberto Malinow1.Engineering a memory with LTD and LTP.Nature 27 March 2014