Science：公诸于世记忆！用光

撰稿 | Bittersweet（电子科技大学，复旦大学）

如果你赢取一份重要的副本，你都会选择将其置于哪里？是置于椅子上，还是收在抽屉里，甚至是藏到保险柜？

示意图1：用光丢失失忆艺术效果示意图

实际上，将“副本”列于遗留，我们的小脑就更加擅长。小脑经常把各类失忆录入并妥善交给——失忆首先以之后出现在小脑里的艾利体（hippocampus）[1]，然后都会转移到小脑皮层（cerebral cortex）[2]等区内域透过长期存储，这一流程被叫做失忆遏制（memory consolidation）[3]。失忆可以在睡眠中长期通过长时程增强起到（long-term potentiation，LTP）[4]的神经系统举办活动得到遏制。长时程增强起到是神经系统元敏感性（synaptic plasticity）[5]的几种自然现象之一。由于失忆被认为是由神经系统元风速的忽略来编码的，长时程增强起到被普遍视为连在一起学习与失忆基础的主要分子可机制之一。

名 词 解 释 （ [1] - [5] ）

[1] 艾利体

艾利体（hippocampus），别名艾利回、艾利区内、小脑艾利，艾利于小脑丘脑和底部颞叶之除此以外，属于边缘系统的一部分，主要负责短时失忆的存储转成和定向等功能性。

[2] 小脑皮层

小脑皮层（cerebral cortex）是调控躯体国家主义或者说压制躯体国家主义的最高级里枢。它由初级感觉区内、初级国家主义区内和联合区内三部分连在一起。人类小脑皮层的神经系统受体约有140亿个，面积约2200平方厘米，主要含有锥体形似受体、梭形似受体和星形似受体（颗粒受体）及神经系统受体。

[3] 失忆遏制

失忆遏制（memory consolidation）是失忆流程的一个分类法，称之为的是在首次得到失忆后将失忆痕迹稳固下来的流程。失忆遏制总称两大部分，系统遏制（即长时程增强后期，之后出现在首次失忆的几小时内）和神经系统元遏制（之后出现在月里到几年之内都为）

[4] 长时程增强起到

长时程增强起到，又叫长期增益效应（long-term potentiation，LTP）是引发在两个神经系统元信号传送里的一种持久的增强自然现象，能够该系统的刺激两个神经系统元。

[5] 神经系统元敏感性

在神经系统科学里，神经系统元敏感性（synaptic plasticity）是称之为神经系统受体除此以外的连接，即神经系统元，其连接风速可调控的优点。神经系统元的形似态和功能性可引发较为持久的忽略的优点或自然现象。神经系统元都会随着自身举办活动的加强与减弱都可得到加强与减弱。在人工神经系统网络里，神经系统元敏感性是称之为利用神经系统科学里神经系统元敏感性有关原理结合数学方法来形似态神经系统元之除此以外的联系。

来源：腾讯百科、百科

此前有研究课题表明，用药可以破坏长时程增强起到，但是这种方法难以压制，并且没有在失忆遏制的特定时除此以外点来对特定的小脑区内域透过阻断。

美国哈佛大学的Akihiro Goto等人通过一种取而代之光基因突变技术成功避免了大鼠的失忆，并事实证明在失忆遏制的早期期中，长时程增强的精确定位对失忆的过渡到是至关重要的。换句话说，可以通过定向紫外光来避免失忆。

该成果以“Stepwise synaptic plasticity events drive the early phase of memory consolidation”为题发表于 Science。

这个技术有点类似电影《黑衣人》里的“失忆避免棒”。

在研究课题里，研究课题职员将眼光聚焦到一种对神经系统元功能性至关重要的受体质——丝切受体（cofilin），并试示意图用神经系统光学技术来操控它在大鼠小脑里的表达。

物理开始期中，将腺相关病毒（adeno-associated virus，AAV）注射到大鼠小脑，进而表达由丝切受体和感光抑制受体（Nova, SN）的混合受体。当受伤害在紫外光下时，感光抑制受体便都会获释活性氧，使附近的丝切受体失活。

示意图2：神经系统单色光操纵失忆示意示意图

示意图源：美国哈佛大学

-HT避开（inhibitory-oidance，IA）（名词解释>）学习范式被用来评估失忆。物理里，研究课题职员先以将兔子置于一个分隔室的明亮中除此以外，它们通常在门打开30秒内越过不顾一切，在那里它们受到了绊。

示意图3：抑制避开测试的物理方案

示意图源：Science

研究课题职员使用头戴式微型荧光全像对大鼠艾利神经递质神经系统元里的Ca2+透过了扫描。

第1天，大鼠在没有绊的情况下受伤害于-HT避开室，详细描述神经系统元举办活动。

在第2天，大鼠之后受伤害于同一个屋子，并在转到不顾一切后绊。在第1组大鼠里，绊后2分钟通过透镜太阳光光诱导发色团辅助光失活（chromophoreassisted light inactivation，CALI）（名词解释>），以擦除应用软件长时程增强（应用软件CALI组）。

为了允许对局部电路的阻碍，又在观察侧单方面诱导了CALI。在第2组里，每20分钟紫外光一次——从-HT避开测试后2小时开始，一共8小时——以避免该软件长时程增强（该软件CALI组），而对照组受到绊但没有放弃紫外光（绊noCALI组）。

在第3天，所有三组都之后受伤害于IA测试室并详细描述神经系统元举办活动。

补足说明：绊事件长期或不久尽快引发的长时程增强叫做应用软件长时程增强，绊事件引发后的睡眠中长期的长时程增强叫做该软件长时程增强

示意图4：Ca2+扫描的物理方案示意图

示意图源：Science

研究课题结果表明：当兔子转到屋子时，它们受到绊后在屋子内变得焦虑。然而，放弃紫外光物理的兔子不久忘记了绊，在屋子内之后转到松弛状态。

这项取而代之光基因突变技术令人震惊，通过有针对性的紫外光避免局部长时程增强，得出结论可以避免了失忆。这项新技术提供了一种在受体多方面上，在时除此以外和室内空除此以外上受控失忆过渡到的方法。有望带来一系列精神障碍的治疗方法，如阿尔兹海默病、精神分裂症等。

研究成果信息：

Goto et al., Science 374, 857–863 (2021)

创作人 | 赵阳

编辑 | 赵唯