麻省理工学院的科学家在《自然》杂志网络版上发表的一项研究报告称，通过给小鼠服用模仿丰富环境条件记忆增强效果的药物，成功恢复了小鼠的记忆。研究人员表示，这类药物可能为阿尔茨海默病提供新的治疗选择。
麻省理工学院脑与认知科学系神经科学教授、该研究的资深作者李-辉·蔡指出，几十年来，神经科学家们一直知道，充满新颖刺激的生活条件可以改善啮齿动物的记忆。她的团队使用一种灵活的小鼠模型，着手确定在“大脑中大量神经元丢失后”是否可以采取措施来恢复记忆。
蔡的研究小组操纵了与几种神经退行性疾病有关的蛋白质p25的基因，使其可以轻松地开启和关闭。当该蛋白质开启时，小鼠通常会累积神经和脑损伤，并最终忘记它们最近学到的信息。蔡说，这种小鼠模型使研究人员能够区分学习障碍和长期记忆丧失。
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“在大多数[阿尔茨海默病]研究中，人们只关注学习障碍，”她说。“在我们的模型中，我们可以真正控制神经退行性变发生的时间”，从而观察到记忆丧失以及学习能力。
为了确定环境变化是否可以提高学习能力，研究小组将患有严重神经元损伤的小鼠放入两种类型的笼子中。一种是标准的单只小鼠笼子，里面有垫料、食物和水，另一种是更大的设计，几只小鼠被分组在一起。后一组小鼠配备了一套每天更换的道具，例如跑轮、隧道和不同颜色的伞状玩具。果然，生活在刺激性环境中的小鼠在涉及联想和空间推理的学习任务中表现更好。
然后，研究人员训练小鼠进行几项活动并对刺激做出反应，例如当它们在某些笼子中时会受到电击。一只反复放入电击箱的小鼠通常会在被放入后立即僵住——这表明它害怕，因此记得在这个特定的笼子里被电击过。
在进行了四周的此类训练后，研究人员重新激活了小鼠体内的p25基因六周，然后测试它们是否回忆起它们令人震惊的经历。它们没有回忆起来。
然后，他们再次隔离了这些小鼠：一组在接下来的四周里生活在丰富的环境中，另一组则生活在简陋的标准笼子里。当四周后它们被放回电击笼时，未丰富环境中的小鼠仍然不知道可能会发生什么，而受到刺激的啮齿动物则吓得瘫痪，表明它们知道。
蔡说：“这个结果直接表明，记忆实际上并没有丢失。”“更可能的是，在大量神经元丢失后，这些长期记忆变得不可访问。”当研究人员解剖环境丰富的小鼠（以及那些也遭受神经退行性变，但没有生活在豪华环境中的小鼠）的大脑时，他们看到了海马体和皮层（与学习和记忆密切相关的两个大脑区域）遭受了相同程度的损伤。
蔡解释说：“虽然环境丰富似乎并没有显著影响[受损]神经元的数量，但它确实诱导了树突和大量突触的生长”，这两者都是神经元结构，是脑细胞彼此交流的基础。换句话说，蔡说，记忆实际上并没有丢失，而是神经元损伤破坏了大脑中的许多检索通路。
阿拉巴马大学伯明翰分校神经生物学系主任大卫·斯韦特表示，这篇新论文为许多神经科学家认为不可能发生的现象提供了证据：丢失的记忆可以再次被访问。“这是一个原理验证，即无法回忆的记忆可能会被重新捕获并变得可以回忆，”他解释说。“它可以发生这一事实本身就非常深刻。”
蔡的研究小组还深入研究了环境丰富发挥作用的生化机制，将其追溯到组蛋白，即DNA缠绕在其上形成染色质复合物的细胞核内的线轴状蛋白质。一种称为乙酰化的过程，即将一个化学基团添加到组蛋白上，会导致蛋白质结构解开，暴露出DNA的部分，这些部分可能只在发育过程中才能访问。这种作用可能导致原本关闭的基因被激活，并且可能是突触强度恢复的原因。当研究人员给小鼠服用组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACs）——促进乙酰化——时，它们产生了与环境刺激相同的效果。
蔡说，她的团队希望进一步研究这种生物学机制，以找到HDACs的实际靶点。“我们想知道哪些基因对于改善学习和恢复记忆最重要，”她补充道。这样，就可以定制更具体的疗法来激活正确的蛋白质，以对抗神经元丢失的影响。“我真的希望，”她说，“我们的研究有一天能够转化为帮助患有痴呆症的人类患者。”