记忆是否可以被改写

章仪

你是否也曾被美国经典电影《记忆碎片》中精彩悬疑的故事情节所吸引：遭受歹徒袭击的男主角死里逃生后却因为脑部受到重创而患上了一种名为“短期记忆丧失症”的奇怪病症。从此，男主只能记住10分钟以内发生的事情，而只有10分钟记忆的他却要克服种种困难寻找杀害妻子的凶手，如果我们的男主角能够获得麻省理工学院（MIT）研究团队的帮助，那么记起遗忘的事情将不再只是幻想。

今年，麻省理工学院研究团队发表了一项最新的关于长时记忆形成的研究结果，该成果将带领我们更进一步走进记忆的神秘世界。

研究者利用光遗传技术控制小鼠记忆的“开”与“关”，为我们揭示了记忆的巩固模式——即记忆是在海马体和前额叶中同时形成，经过两个星期左右的时间，前额叶中的记忆会逐渐成熟形成长时记忆。

图1. 参与记忆形成的内侧颞叶结构（a.海马体在大脑中的定位。b.大脑冠状切面，可见海马体等皮层）

记忆和遗忘

那么，关于记忆和遗忘这些看似平常、每天都在发生的事情，我们真的了解吗？

从脑科学的角度来看，记忆就是在头脑中保存和积累所学习的信息的过程，是人脑对外界输入的信息进行编码、存储和提取的一个过程。学习则是我们不断获取新的知识和新的信息的过程。从生物适应环境的生存角度上看，学习和记忆又是大脑对外在环境的适应性过程;它使得我们在遇到与以往相似的情景事件时可以更好、更迅速地做出反应。例如，当我们的祖先在外出狩猎时遇到了猛兽的攻击，那么先前和猛兽进行搏斗的经验和记忆就会使他们更迅速地做好准备，并找到更有效的击败猛兽的方法，获得更多的生存机会。

在心理學上，比较有意义的分类之一是将记忆分为陈述性记忆和程序性记忆。我们知道社会准则、历史知识、数学定律;我们也会记住生活中的事件，“我昨天参加了一场聚会”“今天中午吃了红烧鱼”等。这类关于有关事实和事件的记忆是陈述性记忆。

程序性记忆则是指如何做某件事的记忆，例如我们会游泳，会骑自行车。这类记忆的提取往往不需要意识的参与，因此又被称为内隐记忆。与之相反，陈述性记忆则是一种有意识的回忆，因此又被称为外显记忆。

记忆还可以根据存储时间的长短分为短时记忆和长时记忆。长时记忆是指信息经过一定的深度加工并且长久在大脑中保留下来的一种记忆，它的保存时间从几天到几年甚至是终生。短时记忆是指持续时间为几秒到几小时且容易遭到破坏的记忆。不过，短时记忆可以通过记忆巩固逐渐转变为长时记忆。

图2.神经元和突触基本结构（右图是突触结构放大图）

在日常的生活中，遗忘和学习一样常见。某些大脑损伤或者脑疾病会引起“失忆”现象。一般来说，大脑损伤后引起的遗忘方式有两种：顺行性遗忘和逆行性遗忘。逆行性遗忘是指对于脑损伤发生之前的事情丧失记忆。譬如，某些电影中，主角发生车祸后不能回忆起以前的事情。逆行性遗忘则相反，患者在脑损伤后不能形成新的记忆。

举例来说，一名35岁的病人大脑受到损伤，如果他发生了逆行性遗忘，那么他将记不起35岁之前的很多事情。如果他发生了顺行性遗忘那么他就无法记住35岁以后的任何事情。

神秘的莫莱森——记忆形成方式的经典观点

亨利·莫莱森是一位癫痫病患者，反复发作的癫痫严重影响到了莫莱森的生活。1953年，医生为莫莱森进行了大脑双侧颞叶切除手术（一种治疗重度癫痫的常用方法）。术后，他的癫痫症状得到了明显的改善，但是却出现了另一项无可挽回的损伤——他似乎再也不能形成新的记忆。莫莱森每天都和医生护士正常攀谈，但他却不能在第二天认出自己的主治医生，半个小时以后他就无法记起自己午餐究竟吃了什么。在一系列的后续研究中发现，莫莱森的智力、性格、知觉能力等一切正常。在进行任务训练的时候他表现出了正常的学习能力，但是任务结束时，他却不记得自己之前进行了这项任务。然而，莫莱森仍有生动的童年记忆，1950年以前的记忆也都是完好无损的，他能想起自己家老房子的地址，却怎么也记不住新房子的地址。

莫莱森术后拥有正常的短时记忆却无法形成新的长时记忆，这给研究者们带来深刻的启发。

那么，究竟是什么原因造成莫莱森无法拥有新的长时记忆？原来在大脑内侧颞叶有一组相互联系的结构在陈述性记忆的巩固中起着重要作用，即海马体及其附近皮层——内嗅皮层，嗅周皮层（见图1）。

图3. 小鼠在正常环境中会四处探索，来回跑动。在小屋中受到电击后会感到恐惧，僵直不动是老鼠对恐惧的一种行为表现，可以根据该种行为判断老鼠是否处于恐惧之中

20世纪80年代，加利福尼亚大学的研究者进行了一系列实验。他们训练猴子进行某项记忆类任务，如果猴子能够顺利完成任务则证明它们对任务中的事物形成了长时记忆。

实验发现，颞叶切除的猴子知觉仍是完好的，却无法完成任务——猴子颞叶损伤的区域包括海马体和内嗅皮层。

因此研究人员推测这些内侧颞叶结构是暂时储存记忆并且进行一系列的加工的脑区，是形成短时记忆的地方。随后记忆将逐渐巩固并转移至前额叶形成长时记忆。正因为莫莱森的内侧颞叶的重要结构遭受损坏，所以导致记忆无法加工传送至前额叶形成长时记忆。endprint

另一个研究者们一直致力于探索的问题是：形成记忆存储的细胞基础到底是什么？

众所周知，大脑中有几百亿个神经元，神经元之间依靠突触连接进行信号传递，并形成不同的神经网络。也就是说，正是几百亿个神经元之间精妙复杂的连接才使得我们拥有了情绪、记忆、思维等各种认知功能。

在近些年的研究中，人们发现神经元突触之间的连接具有可塑性——即会发生改变，且这些改变与学习和记忆有着莫大的关联。研究者认为，神经元及其突触的改变是短时记忆向长时记忆过渡的细胞机制，一旦突触连接变化发生，记忆就会深刻地存储在大脑中。在一个实验中，研究者就发现经历更丰富的小鼠神经元树突密度和突触连接数量和要大于经历寡少的小鼠。

改写记忆——麻省理工团队

对于记忆的新发现

2012年，麻省理工學院的研究人员发明了一种标记记忆痕迹细胞的方法，因此实现了对记忆的追踪。记忆痕迹细胞是一群和记忆行为有关的神经元。譬如，你第一次去海边游玩时，大脑中的记忆细胞会被激活，当你以后回忆起当日去海边游玩的情景，该群细胞会被再次激活。

今年麻省理工团队的最新研究发现，记忆是同时在海马体和前额叶中形成的。前额叶中的记忆会先处于沉默状态，需要两周左右的时间逐渐成熟，最终形成长时记忆。随着前额叶记忆的成熟，海马体中的记忆会逐渐沉默。

研究者利用病毒追踪和光遗传进行了一系列的实验。他们首先将小鼠放在一个危险房间中，小鼠会遭受电击并且会因为恐惧而形成戒备姿势（僵直不动）。在这次经历后，小鼠已经对危险房间有了关于恐惧的记忆，当小鼠再次被放置在危险房间中，它们会自然地回忆起之前在危险房间中的经历而感到恐惧，并僵直不动保持戒备（见图3）。在第一天结束之后，他们发现在小鼠的海马体区域和前额叶都形成了记忆痕迹细胞，这意味着在海马体和前额叶中，记忆都已经开始形成。

但是小鼠前额叶中的记忆痕迹细胞是沉默的，在自然情况下他们并不能记起之前的恐惧记忆。当利用光遗传抑制了海马体的记忆痕迹细胞（即暂时关闭了它们关于危险房间的短时记忆），发现前额叶中虽有记忆痕迹细胞的存在，但是长时记忆却尚未形成。只有利用光遗传再次激活前额叶中的记忆痕迹细胞才能使小鼠打开恐惧记忆。

在接下来的两周中，前额叶皮层中的记忆细胞逐渐成熟，直到形成牢靠的长时记忆。在此过程中，海马体的记忆痕迹细胞变得沉默，在回忆中不再起作用。在杏仁核中，一旦形成记忆，记忆痕迹细胞会保持不变。这些细胞是唤起与特定记忆相关的情绪所必需的，它们会与海马体和前额叶中的记忆痕迹细胞进行信息传递。

目前，由于技术限制只能监测大约两周的记忆痕迹细胞，但是研究人员正在努力使检测时间变长，从而可以进一步研究以确定记忆是否会完全从海马体中消失。参与该研究的科学家北村认为，一些记忆痕迹可能会无限期地停留在海马体中。他说：“为了区别两个类似的情节，这个沉默的记忆痕迹可能会重新激活，人们可以检索详细的情景记忆，即使这些情景发生在很久以前。

那么，根据目前这一研究，我们可以大胆地开一个“脑洞”，随着对记忆的深入研究和技术的发展，在不久的将来我们是否可以随意“激活”自己遗忘的往事或者“关掉”自己的不愉快记忆呢？

【责任编辑】张小萌endprint