在圣诞节上映的电影《记忆裂痕》中,一位破解高手逆向工程师帮助公司窃取和改进竞争对手的技术,然后抹去他在为这些公司工作期间的记忆。这个故事改编自菲利普·狄克同名的科幻惊悚小说,背景设定在不久的将来,但这种选择性记忆消除在最好的情况下仍然是高度推测性的。《大众科学》网站采访了加州大学尔湾分校研究学习和记忆的神经生物学家詹姆斯·麦高,请他解释目前有哪些类型的记忆消除是可能的。更多信息,请参阅他在2003年出版的书籍《记忆与情感:持久记忆的形成》。
《大众科学》网站:在《记忆裂痕》的早期,我们看到主角通过电击单个神经元来抹去几个月的记忆。这有可能实现吗?
詹姆斯·麦高:不可能。首先,没有证据表明记忆是单独存储的。即使它们存储在单个神经元中,也没有人知道它们在哪里。我们对参与记忆存储的大脑系统了解很多。例如,你对这次谈话的记忆相当分散地存储在大脑中。它们不会存储在任何人都容易识别的几个神经元中的某个地方。
《大众科学》网站:但是,外科医生不是曾在人们大脑的某些部位进行刺激,让他们回忆起特定的事情吗?
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詹姆斯·麦高:[在20世纪50年代] 怀尔德·彭菲尔德在蒙特利尔神经病学研究所为癫痫发作的人做手术,他必须刺激大脑并让人说话,以确保他不会消除例如语言区域。他发现他可以唤起一些看起来像记忆的东西,但这更像是他只是唤起[一种印象],而不是特定的记忆。
《大众科学》网站:有什么方法可以通过刺激大脑来消除记忆吗?
詹姆斯·麦高:可以追溯到50多年前的主要证据是,可以通过对人类或动物受试者进行电痉挛休克治疗来阻止或肯定地减少过去几个小时内形成的记忆。但这没有选择性;过去几个小时内发生的任何事情都将消失。那是施加在头骨上的相当粗暴的刺激。加州大学圣地亚哥分校的拉里·斯奎尔表明,如果人类受试者反复接受电痉挛休克(每周几次,持续几周),他们的整体记忆会受到损害,可以追溯到几个月前,但记忆会逐渐恢复。他在20世纪80年代后期做了这项研究。
《大众科学》网站:有没有更具选择性的消除记忆的方法?
詹姆斯·麦高:如果使用海马体,可以选择性地消除动物对接受训练的场所的记忆。例如,在莫里斯水迷宫中,动物被训练从六英尺水箱的各个区域游到一个位于水面下约两厘米的隐形平台上。这种学习需要海马体。如果在动物被训练到那个地点后的几个小时内,海马体被电或化学方式阻断,它们第二天就不会记住它。因此,这将是一个位置记忆的例子,可以通过对大脑特定区域的离散刺激来影响。这并不意味着记忆永久存储在那里。这意味着海马体参与了信息的处理,信息最终存储在其他地方。除了电痉挛休克外,这不能通过施加在大脑外部的电刺激来完成,电痉挛休克会激活整个大脑。
《大众科学》网站:我们怎么知道记忆不是存储在海马体中的?
詹姆斯·麦高:如果受试者被教导了某些东西,然后在几周后(在极端情况下)切除海马体,信息仍然会被保留。以HM这个非常著名的案例为例。他患有顺行性遗忘症——他无法学习关于世界的新知识——因为他没有前海马体。他患有逆行性遗忘症,可以追溯到大约一年前,但对于更早的时间——一年前和更早的童年时期——记忆几乎完好无损。因此,这表明这些区域不可能是长期记忆的存储库。[有关我们所有人面临的较轻微的记忆问题,请点击此处。]
《大众科学》网站:难道一些研究表明,每次回忆起记忆时,都会有一个持续几个小时的窗口,在此期间记忆可以被消除?
詹姆斯·麦高:这极具争议性。这个问题最初在20世纪70年代进行了研究,当时的观点是,如果你回忆起一个记忆,它就会变得容易被破坏,就像在最初的学习过程中一样。其他研究表明,这种效果是暂时的。当你在动物受试者回忆起某些东西后施用一些遗忘治疗时,记忆障碍会在几天内消失。因此,这并不像是治疗破坏了记忆。这个假设,称为记忆再巩固假设,在几年前被重新提出,但支持它的证据充其量是混合的。它立足非常不稳。
《大众科学》网站:您发现一种名为普萘洛尔的药物可以减少对情绪化记忆的回忆。这是怎么发生的?
詹姆斯·麦高:我的同事拉里·卡希尔[加州大学尔湾分校] 和我根据大约20年前的动物研究发现了这一点。(我的工作主要是在实验室动物身上进行的。)我们了解到,强烈的情绪会产生强烈的记忆。在9/11事件发生时在场的人们将永远记住那一天。我确信那些赢得彩票的人也会记得他们中彩票时在哪里以及在做什么。在过去的几十年里,我们追踪了这是如何发生的。肾上腺素从肾上腺髓质释放出来,然后通过所谓的β-受体激活大脑。这些是神经元上的蛋白质受体,接收肾上腺素及其近亲去甲肾上腺素。它们的激活使强烈的情绪能够产生强烈的记忆。
然后我们推断,我们应该能够通过给人类受试者服用β-受体阻滞剂来阻止强烈的情绪引发的记忆的形成,这将阻止肾上腺素和去甲肾上腺素的作用。实验如下。受试者观看了一系列12张幻灯片,描绘了两个故事中的一个。受试者认为他们只是在评估图片的 эмоциональность。在无聊的故事中,一位母亲和一个男孩离开家,看到一辆受损的汽车,然后去看望在医院工作的父亲。另一组受试者看到了相同的幻灯片,但是当母亲和男孩过马路时,男孩被汽车撞倒,腿被截断,他们匆忙把他送到医院,外科医生在那里拼命地工作以重新连接他的腿。现在重要的是,只有故事的中间部分是情绪化的,事实证明,听到情绪化故事的受试者记住了更多的中间部分。
下一个实验非常简单:我们只展示了情绪化的故事,但在故事开始之前,我们给受试者服用了β-受体阻滞剂普萘洛尔。我们在三周后测量了他们的记忆,结果就像我们给他们讲了一个无聊的故事一样。我们消除了情绪唤醒对记忆的影响。这篇论文发表于20世纪90年代中期,现在已经被多次重复。
《大众科学》网站:有人在将其用于治疗吗?
詹姆斯·麦高:是的,最近发表了两项临床试验,一项是哈佛大学的罗杰·皮特曼进行的,其中受试者在遭受汽车事故等创伤性损伤后尽快服用β-受体阻滞剂。当人们遭受此类损伤时,他们有患创伤后应激障碍的风险。其目的是钝化这些记忆的强度,使其不会接管这些人的生活。在美国和法国进行的两项临床试验的答案都是肯定的:在事件或损伤发生几个月后,创伤后应激障碍的迹象显著减少。
《大众科学》网站:除了电击和普萘洛尔,还有其他药物或方法具有记忆迟钝或消除作用的例子吗?
詹姆斯·麦高:苯二氮卓类药物,如安定,会产生顺行性遗忘症。事实上,其中一种药物,海乐神,已从英国市场撤出,因为它具有非常有效的顺行性遗忘作用。人类受试者可以服用这些药物来减轻焦虑,度过一天,并认为一切都很好。但第二天,他们对前一天的事情记得很少。
《大众科学》网站:我们知道这是如何发生的吗?
詹姆斯·麦高:是的,在很大程度上。我在自己的实验室里做了大量调查这方面的工作,我们知道,当基底外侧杏仁核区域的受体受到苯二氮卓类药物的影响时,记忆就不会形成。
《大众科学》网站:杏仁核在做什么?
詹姆斯·麦高:现在被广泛接受的是,当基底外侧杏仁核被激活时,它会指示大脑的其他区域对刚刚发生的事情形成更强烈的记忆。我们进行了无数次实验,在其中我们训练动物,然后在之后立即或几个小时后,用各种化学试剂刺激基底外侧杏仁核。我们发现,如果我们之后立即刺激它,我们可以增强或损害各种记忆的形成。因此,当它因苯二氮卓类药物而失效时,就无法调节近期事件的存储。现在有几项使用脑成像技术的研究,再次由我的同事拉里·卡希尔率先开展,表明受试者在学习情绪唤起材料时杏仁核的激活程度是可靠地预测几周后该材料将被记住的程度。
《大众科学》网站:我们是否有可能最终控制记忆消除,或者您认为它将永远是一件全局性的事情?
詹姆斯·麦高:永远是很长一段时间。事物有可能变得更精确。你永远不知道技术会提供什么。我从没想过20年前我们能够使用脑成像技术窥视大脑并观察它的工作。因此,未来技术有可能使我们能够从外部对大脑做一些我们现在无法做的事情,并且可能会有更大的选择性。
让我对此做一个警告。假设我说我要对你说一个词,然后我将使用技术提供的一种新的神奇技术来消除那个记忆。所以现在我说“自行车”,然后我“嗖”的一声。现在想想自行车。我说的是自行车这个词,但你知道自行车的总体含义,你知道自行车是什么样子的,你可能记得一辆特定的自行车,你可能记得在一辆特定的自行车上做过某事,并且你记得如何骑自行车。我是否消除了所有这些?不太可能,因为这些都深深地嵌入在你拥有的各种记忆中。假设我确实消除了所有这些;那么你就会失去你生命中很大一部分。你所知道的关于骑自行车的一切都会消失,这意味着与此相关的一切也会消失。你的家,你的家人都会消失,它不可能那样工作。我们拥有的知识之间存在相互关联性。信息不是抽象存在的。
《大众科学》网站:电影是否曾准确地处理记忆问题?《记忆碎片》(讲述了一个无法形成新记忆的男人试图为妻子的谋杀案报仇的故事)是我个人的最爱。
詹姆斯·麦高:我看过许多关于记忆应该无法正常工作的电影,但我还没有看到一部忠实于我们所知的记忆运作方式的电影。《记忆碎片》非常不忠实。失忆症患者无法学习新信息,而这个人有时会随机学习,有时则不会。我在看电影的时候注意到了这一点。他正在做一些如果他患有失忆症,他不可能做的事情,因为他记不住要做。然后还有其他时候,他们把他描绘成一个典型的失忆症患者,他会反复向某人介绍自己,即使他已经介绍过自己很多次了。这就是失忆症患者会做的事情,但他也计划做某事;好吧,失忆症患者没有计划做任何事情,因为他们甚至不记得是否吃过早餐。一个真正的失忆症患者的生活不会有趣,因为他们必须被带到各个地方——因为他们不知道他们应该去哪里。我们忘记了为了制定计划需要记忆。你必须对你打算做什么有一个想法。而你打算做什么就是一种记忆。
如果你失去了回忆旧记忆的能力,那么你就没有生活了。你还不如是一个芜菁甘蓝或一颗卷心菜。当你看到记忆在患有严重脑部疾病的人身上消失时,你就会看到这一点。你看到记忆正在枯萎。他们记不住单词,他们记不住家人的名字,然后他们记不住要做任何事情,然后他们变得昏迷并死亡。记忆——毫无疑问——是我们最重要的一组能力。
JR·明克尔是一位居住在纽约市的自由撰稿人。