記憶實現(xiàn)移植！但記憶的存儲方式可能根本不是突觸

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關(guān)鍵信息：加州大學(xué)神經(jīng)學(xué)家證實：記憶的存儲和突觸沒有關(guān)系，而是與RNA有關(guān)。通過注射RNA，研究者成功將一只海兔的記憶傳給了另一只海兔。

關(guān)鍵數(shù)據(jù)：經(jīng)過電擊的海兔收縮時間可達(dá)到近1分鐘，將其RNA注入后，未經(jīng)電擊的海兔收縮時間也增加到了40秒，而未經(jīng)注入的只有1秒。

關(guān)鍵意義：如果記憶可被移植，那未來人工智能機(jī)器人將可擁有人類記憶，在機(jī)器學(xué)習(xí)以指數(shù)級速度增長、擁有人類給他們的“畫皮”后，未來要是他們還能獲得我們的“記憶”, 那他們還“真是個人了”！

“記憶的儲存是通過增強(qiáng)神經(jīng)元間的突觸連接實現(xiàn)的”我們一直這么認(rèn)為，記憶一定和突觸有關(guān)系，然而本周，加州大學(xué)洛杉磯分校的神經(jīng)科學(xué)家卻經(jīng)過試驗證實：記憶的存儲和突觸沒有關(guān)系，而是與RNA有關(guān)。

他們發(fā)表了一篇顛覆性的論文：通過注射RNA，成功將一只海兔的記憶傳給了另一只海兔。該論文一經(jīng)發(fā)表便引來神經(jīng)學(xué)領(lǐng)域的激烈爭論，同時也遭受到不少同行的質(zhì)疑，但如果該試驗的結(jié)論準(zhǔn)確，那么記憶的存儲方式將被改寫。

這位加州大學(xué)洛杉磯分校的神經(jīng)科學(xué)家叫做David Glanzman，他的實驗室對加州海兔（Aplysia californica）進(jìn)行了輕度電擊訓(xùn)練，被電擊后，海兔再次受到碰觸時學(xué)會了收起虹吸管和鰓，進(jìn)入防御狀態(tài)，并能維持近一分鐘；而未經(jīng)電擊的海兔只會短暫地收起。

| 關(guān)于海兔

海兔是一類生活在珊瑚礁上的甲殼類軟體動物，長度約為 20 厘米。相比于人類大腦中擁有的 1000 億個神經(jīng)細(xì)胞，海兔只有 2 萬個。但由于它的神經(jīng)元比脊椎動物等高等生物的神經(jīng)元大 10-15 倍，且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相對較小，便于觀察檢測，因而常被用作認(rèn)知腦和認(rèn)知行為的模式生物。

研究者從被電擊過的海兔的神經(jīng)系統(tǒng)中提取RNA，注入到未經(jīng)電擊的海兔身體中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在RNA注入后，原本未經(jīng)電擊的海兔在被輕觸后，收起虹吸管防御的時間延長到了40秒；而在沒有注射RNA的對照組中，海兔防御的時間只有1秒。

“就好像我們通過RNA把海兔的記憶移植了”，Glanzman說。

Glanzman的團(tuán)隊進(jìn)一步展示，注入了經(jīng)電擊的海兔的RNA后，培養(yǎng)皿中海兔的感覺神經(jīng)元更易興奮，而這應(yīng)該是被電擊后的表現(xiàn)；對照組的海兔則未表現(xiàn)出該現(xiàn)象。

David Glanzman

Glanzman認(rèn)為，這些結(jié)果指示：記憶可能被儲存在神經(jīng)元的細(xì)胞核中，RNA合成于細(xì)胞核中，并在細(xì)胞核中作用于DNA，開啟或關(guān)閉特定基因。

挑戰(zhàn)傳統(tǒng)觀點，也顛覆個人理解

這一觀點挑戰(zhàn)了被廣泛接受的概念——記憶通過增強(qiáng)神經(jīng)元間的突觸連接得到存儲。Glanzman認(rèn)為，原本的概念應(yīng)該理解為：記憶形成過程中的突觸變化來自RNA攜帶的信息。

其實，這個新觀點對Glanzman本身來說，也是一種極大的震動。

Glanzman研究記憶已經(jīng)30多年了，在他學(xué)術(shù)生涯中，幾乎所有的時間他都在相信突觸變化是記憶存儲的關(guān)鍵。但是近年來，一系列的研究使他開始質(zhì)疑這一信條。

海兔

在上世紀(jì)五六十年代，非傳統(tǒng)心理學(xué)家McConnell試圖證明，一種被稱為“記憶RNA”的東西能傳遞記憶。為此McConnell進(jìn)行了扁蟲試驗，他將受訓(xùn)的扁蟲喂給未受訓(xùn)的扁蟲吃，結(jié)果發(fā)現(xiàn)未受訓(xùn)的蟲子看起來繼承了被它們吃掉的同類的行。McConnell認(rèn)為，記憶通過某種形式轉(zhuǎn)移了。

扁蟲

但是這一結(jié)果并沒有引起業(yè)界的認(rèn)同，反而使McConnell廣受嘲笑，因為其他實驗室投入大量的時間金錢重復(fù)該實驗，絕大多數(shù)都失敗了。

但是最近，塔夫茨大學(xué)的發(fā)育生物學(xué)家Michael Levin在更嚴(yán)密控制的條件下重復(fù)了McConnell的無頭扁蟲實驗，他認(rèn)為McConnell有可能是對的。

Glanzman在印第安納大學(xué)讀心理學(xué)本科時了解到McConnell的研究，雖然他仍不相信McConnell在轉(zhuǎn)移記憶上是完全正確的，但他認(rèn)為McConnel的研究并非無稽之談。

都柏林三一學(xué)院的助理教授Tomás Ryan與Glanzman一樣，也在質(zhì)疑記憶通過突觸強(qiáng)化存儲的傳統(tǒng)觀點。2015年，Ryan與麻省理工學(xué)院的諾貝爾獎得主Susumu Tonegawa在Science上發(fā)表論文稱，突觸加強(qiáng)被阻斷后，記憶仍能被喚起。

Ryan認(rèn)識Glanzman并信任他的研究。他說他相信該論文中數(shù)據(jù)的真實性。但他不認(rèn)為海兔或細(xì)胞的行為能證明RNA傳遞了記憶。Ryan表示，他不能理解以分鐘、小時為單位工作的RNA如何能引起幾乎是即時的記憶喚起，以及RNA如何連接大腦中眾多部分，如更復(fù)雜記憶中涉及的聽覺和視覺系統(tǒng)。

麻省理工學(xué)院皮考爾學(xué)習(xí)和記憶學(xué)院主任神經(jīng)科學(xué)家蔡理惠，在最近合著的一篇探討記憶形成的重要回顧評論中稱，Glanzman的研究“令人印象深刻且有趣”，并稱有一系列研究支持表觀遺傳機(jī)制在記憶形成中起作用，記憶的形成應(yīng)是一個復(fù)雜且多方面的過程。但是，對于Glanzman提出的突觸連接在記憶存儲中并不重要的觀點，她說她完全不認(rèn)同。

但作為神經(jīng)學(xué)少數(shù)派的Glanzman仍然確信，RNA扮演的角色使突觸黯然失色。2014年，他的實驗室發(fā)現(xiàn)，經(jīng)一系列實驗過程后，海兔丟失的電擊記憶可以被恢復(fù)，但是隨記憶消失的突觸連接模式在記憶恢復(fù)時發(fā)生了隨機(jī)組合，說明記憶并非存儲在突觸中。

本次海兔實驗的結(jié)果進(jìn)一步肯定了 Glanzman 的懷疑，“如果記憶真的是存儲在突觸中，那么我們的實驗根本就不可能成功。”

“突觸可以來來去去，但記憶仍然能存在”，Glanzman認(rèn)為，突觸不過是“細(xì)胞核中信息的反映”。

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