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佐治亚医学院和上海脑功能基因组研究所的研究人员进行的一项新研究表明，一种名为α钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II (αCaMKII) [这是一种CaM激酶] 的酶对于记忆的形成和提取至关重要。通过在记忆过程的不同阶段短暂改变 αCaMKII 的活性水平，他们能够阻止新记忆从短期存储转移到长期存储，并在回忆时有选择地擦除特定的记忆。
CaMKII 仅存在于大脑中，占该器官蛋白质的 1% 以上。这种酶似乎是长时程增强（LTP）的关键介质，长时程增强是神经元之间连接得到加强的过程，被认为是学习和记忆的细胞基础。它附着在 NMDA 受体上，该受体已知参与突触可塑性，并通过进入的钙电流激活。激活后，CaMKII 从受体中解离出来，并继续调节多个信号通路中数十种蛋白质的活性。最终结果是，一种酶调节了多种关键的细胞活动。
擦除恐惧
为了更好地理解 αCaMKII 的功能，佐治亚医学院的神经科学家乔·齐恩和他的同事们生成了一种转基因小鼠品系，该品系在前脑中表达更高水平的 αCaMKII。但是这些小鼠并没有表达该酶的标准版本：科学家们已经对该分子进行了改造，使其可以通过抑制剂分子一次选择性地关闭 40 分钟。
研究人员对该品系的小鼠（以及对照组）进行了三种不同的记忆任务训练。一个小时后进行回忆测试时，发现 αCaMKII 水平升高的小鼠在这三项任务中均严重受损。然而，当在回忆测试前 15 分钟用 αCaMKII 抑制剂处理时，它们的表现与对照组相当，这表明早期的不良表现是由于回忆缺陷而不是记忆获取或存储造成的。
在另一组实验中，回忆测试在训练一个月后进行。那些在回忆前 15 分钟用 αCaMKII 抑制剂治疗的转基因小鼠表现正常。然而，当抑制剂在训练前两天施用，然后连续施用 28 天，因此在要求小鼠回忆记忆前两天移除时，转基因小鼠再次表现出严重的记忆缺陷。然后让小鼠在训练一个月后进行两次回忆测试，并且仅在第二次测试期间抑制 aCaMKII 的活性。如果记忆障碍是由于回忆缺陷造成的，那么小鼠将在第二次试验中成功检索记忆。另一方面，如果它们是由于记忆的擦除造成的，那么两次试验中的回忆都应该失败。果然，在第二次试验期间用 αCaMKII 抑制剂处理的转基因小鼠在两次试验中仍然表现非常糟糕，这表明记忆实际上在回忆时被擦除了。
最后，一系列连续的检索任务表明，记忆擦除具有高度的选择性。小鼠再次接受了之前三项记忆任务中的两项训练，其中包括恐惧条件反射。它们被放置在一个分隔的房间中，并接受了几次轻微的电击；经过几次试验后，它们学会了将电击与给予电击的房间以及与电击一起出现的响亮声音联系起来。一个月后，当被放回同一个房间时，对照组小鼠表现出恐惧行为——当返回房间时，它们会迅速僵住——但转基因小鼠没有。
稍后，在房间外，动物们听到了它们之前学会与电击相关的声音。这一次，那些在回忆测试前 15 分钟用 αCaMKII 抑制剂治疗的转基因小鼠的行为与对照组一样——当听到声音时，它们僵住了。这一发现表明，虽然它们对盒子产生的恐惧记忆已被擦除，但它们仍然能够回忆起电击和声音之间的联系。还发现记忆擦除发生得非常迅速。在所有的回忆测试中，未经处理的转基因小鼠在测试的第一分钟内最初表现良好，但这种关联的记忆迅速衰退，因此几分钟后表现越来越差。
治疗 PTSD 的方法？
这项研究表明，αCaMKII 对于短期和长期记忆至关重要，并且这两种类型的记忆共享相同的分子机制。该研究中检查的情境和线索恐惧记忆被认为是由重叠的神经元回路编码的，因此，选择性记忆擦除似乎发生在这些回路内特定子集的突触中，因为研究人员能够擦除其中一种记忆，同时保留另一种记忆。
从理论上讲，αCaMKII 抑制剂可用作治疗创伤后应激障碍（PTSD）等疾病的方法，这些患者无法忘记创伤性记忆。（例如，电影《暖暖内含光》设想了一个人们可以有选择地擦除记忆的场景。）然而，在实践中，开发用于人类的此类化合物存在巨大困难，并且任何此类治疗都会引发严重的伦理问题。尽管如此，本文标志着在理解大脑中的化学通路如何能够编码和回忆事件和经历方面取得了重要进展。
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