我们从与世界的个人互动中学习，我们对这些经历的记忆有助于指导我们的行为。经验和记忆是不可分割地联系在一起的，或者至少在最近一篇关于完全人造记忆形成的报告发表之前似乎是这样。研究人员利用实验动物，通过绘制自然记忆形成背后的脑回路，逆向工程了一个特定的自然记忆。然后，他们通过以自然记忆的模式刺激脑细胞来“训练”另一只动物。这样做创造了一个人造记忆，其保留和回忆方式与自然记忆无法区分。
记忆对于从个人经验叙事中产生的身份感至关重要。这项研究意义非凡，因为它表明，通过操纵大脑中的特定回路，记忆可以从叙事中分离出来，并在完全没有真实经验的情况下形成。这项工作表明，通常对特定经验做出反应的脑回路可以被人为地刺激，并在人造记忆中连接在一起。这种记忆可以通过真实环境中的适当感官线索来引发。这项研究提供了对记忆如何在大脑中形成的一些基本理解，并且是新兴的记忆操纵科学的一部分，包括记忆的转移、修复增强和消除。这些努力可能会对广泛的个体产生巨大影响，从那些与记忆障碍作斗争的人到那些忍受创伤性记忆的人，它们也具有广泛的社会和伦理意义。
在最近的研究中，自然记忆是通过训练小鼠将特定气味（樱花）与足部电击联系起来而形成的，小鼠学会了通过向下穿过一个矩形测试室到达另一个充满不同气味（香芹籽）的末端来避免电击。香芹籽的气味来自一种叫做香芹酮的化学物质，而樱花的气味来自另一种化学物质，苯乙酮。研究人员发现，苯乙酮激活了一种特定类型的嗅觉感觉神经细胞上的特定类型的受体。
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然后，他们转向一种复杂的技术，光遗传学，来激活这些嗅觉神经细胞。利用光遗传学，光敏蛋白被用来刺激特定神经元，以响应通过手术植入大脑的光纤传递的光。在他们的第一个实验中，研究人员使用了转基因动物，这些动物仅在苯乙酮敏感的嗅觉神经中产生蛋白质。通过将足部电击与苯乙酮敏感的嗅觉神经的光遗传学光刺激配对，研究人员教会了动物将电击与这些特定的苯乙酮敏感的感觉神经的活动联系起来。通过将足部电击与苯乙酮敏感的嗅觉神经的光遗传学光刺激配对，研究人员教会了动物将两者联系起来。当他们后来测试小鼠时，它们避开了樱花气味。
这些初步步骤表明，动物不需要实际体验气味就可以记住气味与有害足部电击之间的联系。但这并不是完全人造的记忆，因为电击仍然非常真实。为了构建完全人造的记忆，科学家需要以模仿足部电击引起的神经活动的方式刺激大脑。
早期的研究表明，通往一个称为腹侧被盖区 (VTA) 的结构的特定神经通路对于足部电击的厌恶性至关重要。为了创造真正的人造记忆，研究人员需要以与刺激嗅觉感觉神经相同的方式刺激 VTA，但转基因动物仅在这些神经中产生光敏蛋白。为了使用光遗传学刺激，他们在相同的基因工程小鼠中刺激了嗅觉神经，并使用病毒将光敏蛋白也放置在 VTA 中。他们用光刺激嗅觉受体以模拟樱花的气味，然后刺激 VTA 以模拟厌恶性的足部电击。动物回忆起了人造记忆，对它们从未遇到过的气味做出反应，从而避免了它们从未接受过的电击。
长期以来，记忆是如何在大脑中形成的——以及大脑中伴随其形成的物理变化是什么——一直是个谜。在这项研究中，导致新记忆产生的特定大脑区域的电刺激也激活了已知参与记忆形成的其他大脑区域，包括一个称为基底外侧杏仁核的区域。由于神经细胞通过称为突触的连接相互交流，因此一直认为突触活动的改变是记忆形成的原因。在简单的动物中，例如海兔Aplysia，记忆可以使用从经历过记忆的个体中提取的 RNA 转移到另一个个体。RNA 包含与记忆相关的动物神经中产生的蛋白质的代码。记忆已在啮齿动物中被部分转移，方法是使用训练过的动物的记忆中心（海马体）的电活动记录来刺激接受动物中类似的神经活动模式。这个过程与此处描述的新报告类似，因为刺激特定神经回路的电活动被用来引发记忆。在记忆转移的情况下，该模式来自训练有素的动物，而在光遗传学研究中，与记忆相关的电活动模式是在小鼠大脑内从头构建的。这是关于完全人造记忆的第一份报告，它有助于建立对记忆如何被操纵的一些基本理解。
对记忆的研究和操纵记忆的努力进展迅速。“记忆假体”旨在通过电刺激人脑中的记忆中心来增强其形成和回忆，该假体是在国防高级研究计划局 (DARPA) 的支持下开发的。 与此相反，使用被称为“暖暖内含光药物”（zeta 抑制肽，或 ZIP）——以暖暖内含光这部具有记忆主题的好莱坞电影命名——的记忆消除技术正在开发中，以治疗慢性疼痛的回忆。
这些努力背后有合理的动机。记忆被称为“灵魂的抄写员”，它是个人历史的来源。有些人可能寻求恢复丢失或部分丢失的记忆。另一些人，例如那些患有创伤后应激障碍或慢性疼痛的人，可能会寻求通过尝试消除创伤性记忆来缓解痛苦。
此处用于创造人造记忆的方法不会很快在人类身上使用：我们谁都不是像实验中使用的动物那样的转基因动物，我们也不太可能接受多个植入的光纤电缆和病毒注射。然而，随着技术和策略的不断发展，操纵人类记忆的可能性变得越来越真实。而像 DARPA 这样的军事机构的参与不可避免地使这些努力背后的动机受到怀疑。有没有什么事情是我们都需要害怕的，或者是我们必须或不应该做的？反乌托邦的可能性是显而易见的。
创造人造记忆使我们更接近于了解记忆是如何形成的，并最终帮助我们理解和治疗可怕的疾病，例如阿尔茨海默病。然而，记忆触及了我们人性的核心，我们需要警惕任何操纵都以合乎道德的方式进行。