記憶可以移植嗎？

袁越

電影《黑客帝國》里有個(gè)很炫的情節(jié)，主人公尼爾通過記憶移植軟件讓自己學(xué)會(huì)了武功，甚至迅速掌握了開飛機(jī)的技能。

《黑客帝國》是科幻電影，距離實(shí)現(xiàn)還差得遠(yuǎn)。不過關(guān)于記憶移植的研究一直沒有中斷過，這倒不是因?yàn)榭茖W(xué)家們不想背單詞，而是因?yàn)樗麄兿胝页鲆环N方法治療失憶癥。

眾所周知，老年人最怕的就是記憶力喪失，像阿爾茲海默氏癥這類神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病會(huì)把一個(gè)人的記憶逐漸抹掉，最終患者甚至連自己的家人都不認(rèn)識(shí)了，日常生活完全不能自理。

從另一個(gè)角度講，一旦科學(xué)家們掌握了記憶移植的技術(shù)，就有可能學(xué)會(huì)如何消除特定記憶，這一點(diǎn)對于某些人來說也是很有必要的。比如那些剛剛經(jīng)歷了戰(zhàn)爭或者剛剛遭受某種強(qiáng)烈刺激的人，會(huì)在此后很長一段時(shí)間內(nèi)忘不了那種恐懼的記憶，表現(xiàn)出麻木或者情緒失控等癥狀，這種病在醫(yī)學(xué)上稱之為“創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙”（PTSD）。得了這種病的病人很難依靠自己的力量克服障礙，需要外界的幫助。如果醫(yī)生有辦法幫助病人消除不好的回憶，將會(huì)給廣大PTSD患者帶來福音。

要想移植或者消除記憶，首先必須弄清楚記憶到底是如何儲(chǔ)存的。這是腦神經(jīng)研究領(lǐng)域公認(rèn)的世紀(jì)難題，一旦這個(gè)問題被解決，人類就有可能搞清楚大腦的秘密，甚至有可能回答一個(gè)困擾了人類很多年的哲學(xué)問題，那就是人類的自我意識(shí)到底是怎么形成的。

早年間大部分神經(jīng)生物學(xué)家們都相信，大腦和很多其他人體器官一樣，可以被分成一個(gè)個(gè)微小的基本單元。記憶也可以被分成一個(gè)個(gè)微小的基本單元，分別儲(chǔ)存在對應(yīng)的大腦基本單元里，就像電腦硬盤一樣。科學(xué)家們甚至給這個(gè)基本單元取了個(gè)名字，稱之為“印痕”（Engram）?？上У氖?，科學(xué)家們找了幾十年都沒有找到這個(gè)“印痕”，于是有人開始懷疑這個(gè)理論的正確性，開始另辟蹊徑。

隨著大腦掃描技術(shù)的出現(xiàn)，尤其是高精度的功能性核磁共振掃描技術(shù)（fMRI）出現(xiàn)后，科學(xué)家們逐漸意識(shí)到記憶并不是儲(chǔ)存在某個(gè)微小的特定區(qū)域內(nèi)，而是儲(chǔ)存在若干神經(jīng)元組成的神經(jīng)微網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。每個(gè)微網(wǎng)絡(luò)由幾百甚至幾千個(gè)神經(jīng)元組成，它們相互之間依靠“神經(jīng)突觸”連接在一起，組成了一個(gè)體積微小但涉及面很廣的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。比如，當(dāng)實(shí)驗(yàn)小鼠經(jīng)過訓(xùn)練獲得某種記憶后，小鼠大腦內(nèi)的一大片區(qū)域都亮了，說明記憶力的儲(chǔ)存涉及到的區(qū)域非常廣，絕不是“印痕”理論可以解釋的。

具體來說，目前大部分科學(xué)家相信，當(dāng)一個(gè)人首次經(jīng)歷某件事情后，其大腦內(nèi)相應(yīng)的一組神經(jīng)元之間的連接便加強(qiáng)了，導(dǎo)致神經(jīng)信號能夠更快地通過這個(gè)“神經(jīng)突觸”。另一種可能是，新的經(jīng)歷導(dǎo)致兩個(gè)原本沒有連接的神經(jīng)元之間建立了新的連接，于是記憶就生成了。當(dāng)他想回憶這段記憶時(shí)，神經(jīng)信號將更快地通過這些經(jīng)過加強(qiáng)的神經(jīng)連接，這就相當(dāng)于重復(fù)了上一次的信號傳遞過程，記憶就是這樣重現(xiàn)的。

為了證明這個(gè)理論，科學(xué)家發(fā)明了一種激活（或者抑制）單個(gè)神經(jīng)元的方法，并利用這項(xiàng)技術(shù)把負(fù)責(zé)儲(chǔ)存簡單記憶的神經(jīng)微網(wǎng)絡(luò)精確地畫了出來。有幾家實(shí)驗(yàn)室甚至可以通過不同頻段的光照來激活（或者抑制）特定的神經(jīng)微網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)（或者消除）小鼠對某件事的記憶力。

問題在于，如果這真的是記憶的儲(chǔ)存方式，那就意味著記憶移植是不可能的，因?yàn)槊總€(gè)人大腦內(nèi)的神經(jīng)元都是不同的，連接方式自然也是不同的，不但無法通用，而且一旦丟失就很難恢復(fù)了。

2018年5月14日上線的美國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)附屬電子刊物eNeuro刊登了一篇論文，對上述理論提出了挑戰(zhàn)。這篇論文的作者是美國加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的大衛(wèi)·格蘭茲曼（David Glanzman）教授，他和同事們訓(xùn)練一批加利福尼亞海兔（一種約有小孩的手那么大的海洋軟體動(dòng)物）學(xué)會(huì)了躲避電擊，一見到電線就做出逃避動(dòng)作。然后研究人員從訓(xùn)練過的海兔神經(jīng)組織里提取出RNA，將其注射進(jìn)另一批從來沒有見過電線的海兔的大腦之中，后者竟然立刻就學(xué)會(huì)了這項(xiàng)技能，一見到電線就躲，似乎前者對于電擊的恐怖記憶被移植給了后者。

這篇論文一經(jīng)發(fā)表立刻引起了轟動(dòng)。一部分反對者認(rèn)為，海兔的神經(jīng)系統(tǒng)太過簡單，這個(gè)實(shí)驗(yàn)很難用在人類身上，沒有價(jià)值。另一部分反對者認(rèn)為，對電擊的恐懼不能算是真正的神經(jīng)記憶，很有可能只是一種簡單的生理反應(yīng)。

支持者則相信，這篇論文顛覆了現(xiàn)有的理論，將會(huì)給腦神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域帶來翻天覆地的變化。因?yàn)楦裉m茲曼證明記憶有可能是儲(chǔ)存在遺傳物質(zhì)中的，而不是儲(chǔ)存在神經(jīng)細(xì)胞的連接方式之中。如果這一理論最終被證明是正確的，那么人類就真的有可能通過基因療法來治療失憶癥，甚至定向消除某種不愉快的記憶。

有意思的是，格蘭茲曼原本是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的擁躉，一直在研究神經(jīng)系統(tǒng)的連接方式。但是他越研究越發(fā)現(xiàn)光用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論沒法解釋很多現(xiàn)象，這才決定試試RNA。事實(shí)上，當(dāng)他提出這一設(shè)想時(shí)，就連他手下的學(xué)生都不相信，不愿意浪費(fèi)時(shí)間做這個(gè)海兔實(shí)驗(yàn)，最后還是格蘭茲曼硬逼著學(xué)生做的，結(jié)果令人大跌眼鏡。

在解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，格蘭茲曼認(rèn)為RNA是通過某種特定方式改變了神經(jīng)元細(xì)胞核之中的DNA，記憶其實(shí)是儲(chǔ)存在DNA之中的，只有這樣才有可能解釋海兔實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

必須指出，格蘭茲曼尚屬于少數(shù)派，他的這套理論并沒有被主流科學(xué)家認(rèn)可，但確實(shí)有越來越多的證據(jù)證明他的理論也許有一定的道理。比如耶路撒冷大學(xué)的幾名科學(xué)家通過分析小鼠大腦內(nèi)的基因表達(dá)，發(fā)現(xiàn)不同的記憶類型對應(yīng)著不同的表達(dá)模式，他們甚至可以通過分析基因表達(dá)模式倒推出小鼠究竟記住了什么，是興奮的感覺還是恐懼的回憶。

目前關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)的研究無論是廣度還是深度都遠(yuǎn)不如遺傳學(xué)研究，人類掌握的操縱神經(jīng)細(xì)胞的工具很少，遠(yuǎn)不如操縱DNA的工具來得多。如果新理論被證明是正確的，那么人類將有可能在很短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)記憶移植，失憶癥或者PTSD病人就有希望了。