虚假记忆和真实记忆的区别就像珠宝一样：总是虚假的那些看起来最真实、最耀眼.
超现实主义画家萨尔瓦多·达利的这句引言在我思考来自两个神经生物学实验室的最新奇迹时浮现在脑海。但在我们讨论这个之前，让我们记住，自从柏拉图和亚里士多德首次将记忆比作蜡板上的印记以来，哲学家和自然科学家一直在寻找记忆的物理基础。在20世纪上半叶，心理学家进行了精心控制的实验，以寻找大脑中所谓的记忆印迹。
其中最具影响力的人物之一是哈佛大学的卡尔·拉什利。他训练老鼠穿过迷宫，在这里向左转，在那里向右转，以找到食物碎片。然后，拉什利会在它们的大脑皮层（覆盖大脑并位于颅骨正下方的神经元高度卷积层）的各个部分制造损伤。他将毕生努力获得的见解凝结为两条格言。他的“质量作用原理”规定，大脑皮层整体参与记忆存储。也就是说，破坏的皮层越多，动物的记忆就越差，而与移除皮层的哪个特定部分无关。实际上，根据拉什利的第二个原则——均势性原则，就学习而言，皮层的任何区域都可以替代任何其他区域。
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科学最独特的特征，使其区别于其他人类活动（如艺术或宗教），并赋予其自身独特的动力的是进步。它源于知识的稳定和累积，对不准确和不一致之处的修正和清除，以及通过实证调查与理论相结合不断探索自然而获得的理解。就记忆的物理基础而言，今天的神经科学研究已经彻底颠覆了拉什利的两项原则。我们现在知道，某些大脑结构，例如海马体，参与特定类型的记忆。如果大脑两侧的该区域受损，就像不幸的病人HM所经历的那样[参见第76页的“图画中的思想”]，您将无法形成新的外显记忆，而大片视觉皮层的丧失只会使受试者失明，但不会损害记忆。
然而，感知和记忆并非诞生于大脑区域，而是产生于神经元错综复杂的网络中，这些神经元通过突触连接。神经元，而不是大脑块，才是思想、意识和记忆的原子。
在小鼠中植入虚假记忆
如果您曾在荒凉的停车场遭遇抢劫，您可能会将那次经历铭记一生。更糟糕的是，每当您走进停车场时，您都会感到焦虑，心率加快并开始出汗。您已被该事件进行了恐惧条件反射。恐惧条件反射已被证明是深入研究学习和记忆的分子和神经元基础的有效途径。小鼠是首选的实验动物，很容易通过将它们置于特定的环境背景中——例如，一个有黑色墙壁、白色地板、昏暗的灯光和醋味的房间——并在它们爪子下方的地板上施加短暂的电击来进行恐惧条件反射。如果第二天将小鼠放回这个笼子，它会“僵住”不动，完全静止不动一小会儿或更长时间，以 anticipation 下一次电击。僵住是对威胁的本能反应，因为大多数捕食者都被设定为寻找动作来精确定位它们的下一餐。将小鼠放入与它接受条件反射的环境看起来和闻起来都不同的环境中，僵住的情况就会少得多。
由麻省理工学院的利根川进领导的一个美国研究团队，以及加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯研究所的马克·梅福德领导的第二个团队，利用这种标准测试来操纵这种可怕事件的印迹。在麻省理工学院的研究中，印迹的一部分存在于齿状回 (DG) 中，齿状回是海马体的一个子结构，而斯克里普斯研究所的研究并未明确指出印迹的位置。在一种背景下电击动物会激活一小部分 DG 神经元，大约 2% 到 4%。不同的背景将由一组单独的稀疏 DG 细胞编码。这些细胞中的电活动会触发少量所谓的即时早期基因的表达。
两个研究小组都使用了经过基因改造的小鼠，使得在特定时间窗口内，其中一个基因的产量增加会触发一系列细胞事件，最终在细胞上留下一个永久的分子标签，该标签可以发光。这种标记使实验人员能够随后识别并重新激活同一组先前放电的神经元，方法是使用通过光纤电缆引入的蓝光束（麻省理工学院小组）或递送动物体内自然不存在的药物（斯克里普斯研究所小组）。这些操作——类固醇的深部脑刺激——是药理学、光学刺激和分子生物学这三项技术的奇妙结合的成果 [参见克里斯托夫·科赫的“玩转身体电力”；《大众科学·心灵》，2010年3月/4月]。
现在我将专注于麻省理工学院的发现。他们让一组小鼠探索一个特定的环境（我们称之为 A）。稍后，用蓝光照射 DG 触发了少数神经元，这些神经元在啮齿动物习惯这种环境时一直处于活跃状态。几天后，将相同的动物放入一个新的环境中——看起来和闻起来都不同的笼子（环境 B）——同时对它们进行电击。这有力地激活了 DG 神经元，这些神经元正在疯狂地编码关于这个明显危险的地方的一切信息，以便小鼠将来可以避开它。与所有这些转基因小鼠一样，该活动从分子水平上标记这些细胞，以便随后重新激活。
在实验的关键环节，啮齿动物被放入中性环境 A 中，它们没有理由害怕。实际上，没有蓝光，这些动物没有表现出任何僵住行为。然而，为了完美地证实光遗传学的力量，当蓝光打开时，小鼠僵住了！触发编码环境 B 的神经元，包括其与痛苦电击的关联，诱发了记忆，并使小鼠畏缩，预期会发生不好的事情。也就是说，海马体齿状回中的神经回路被连接起来以表达在 B 处发生的厌恶事件，足以唤起相关的厌恶记忆，即使受试者从未在 A 中经历过任何不好的事情。这是一种人工记忆——想想《全面回忆》——但对小鼠来说，它看起来足够真实，以至于它们进入了防御姿势。
这项实验证明，激活大脑中一个非常特定区域中大约 10,000 个相互交织的神经元足以产生特定的记忆，即记忆印迹。这些回路对于这种记忆是否也是必要的，也就是说，删除这些神经元是否会消除记忆——让人想起《暖暖内含光》——仍有待确定（很快）。
让我以另一句引人入胜的引言结束，这句话来自一部经常登上史上最佳科幻电影榜单的电影。我把它留给尊敬的读者您去发现它的来源。这是一段死亡独白，它讲述了记忆（无论是真实的还是虚假的）的清晰度和明晰度。
我见过你们人类难以置信的事物。我目睹了猎户星座肩部的熊熊燃烧的战舰。我看着C射线在唐怀瑟之门附近的黑暗中闪耀。所有这些时刻都将消失在时间里，如同雨中的泪水。死亡的时刻到了。.