让记忆植入和夺魂咒成真,这或许是神经科学最科幻的技术( 二 )
文章图片
神经递质通过神经元间的突触结构传递信息
naturevideo
那么光呢?光可太快了 , 没有什么能比光速更快 , 这样的作用绝对够及时 。 至于精准操控这点 , 就需要“遗传学”来介入了 。 粗暴的说 , 就是给选定的神经元转入“绿藻眼睛”的基因 , 这样一来 , 当对着脑部照射光束时 , 只有那部分长着“眼睛”的神经元会兴奋 。 如果此时动物表现出了不一样的行为 , 就可以直接说明选定的神经元对应着该行为 。
文章图片
让神经元长出“绿藻的眼睛” , 它就能被光激活了 。
图/WikiCommons
事情好办多了 。 目前的技术已经筛选出了不少神经元的特异性标签 , 利用这些标签就能让外来基因在特定的神经元表达 。 举个栗子 , 已知果蝇喜欢避光 , 这个行为被特定的神经元控制 。 假如借助病毒在这些神经元中表达“绿藻眼睛”的基因 , 再用光照射果蝇 , 果蝇就会逃跑 。
但果蝇也有眼睛 , 它们本身就能看到光啊 。 于是为了排除干扰 , 研究者把果蝇的脑袋揪掉了 。 此时果蝇仍可短暂存活 , 并且胸部保留有部分控制逃跑的神经元 。 再把光照向果蝇 , 无头果蝇依然迅速逃跑 。
文章图片
无头果蝇(下)依然表现出逃跑行为
CellPress
这束光成功操控了果蝇的逃跑反应 。 类似的实验也发生在小鼠身上 , 头顶光纤的小老鼠可以利用相同的原理产生虚假的饱腹感 , 以及开头故事中提到的虚假记忆 。
文章图片
图/YouTube@AlbertandMaryLaskerFoundation
知道了背景后再去看R的故事 , 因果关系就明朗多了 。 当R第一次走进蓝屋(其实就是把小鼠放进蓝色的盒子) , 它产生了关于来过这里的记忆 。 这部分记忆由海马体特定的神经元产生 , 研究者在这部分神经元中转入了感光蛋白基因 。
文章图片
实验鼠本鼠
图/WikiCommons
当R进入红屋后 , 研究者用光激活了这部分记忆神经元 。 此时关于蓝屋的记忆被强制唤醒 , 当R的足底受到电击时 , 会自然而然地把两件事联系到一起 。 它的记忆变成了“蓝屋中有足底电击” 。
最后再次踏入蓝屋 , 映入眼帘的场景引出了已有的错误记忆 。 R很恐惧 , 会表现出小鼠的“定格”反应 , 就像被车灯照射的小鹿 。
关于光遗传学的故事还有很多 , 这里介绍的只是其中一角 。 当小编第一次走进神经生物学实验室时 , 导师发给我的就是一篇关于光遗传学的论文 。 那是我的专业启蒙读物 , 看到一束光就能让神经生物学家操控动物的行为、书写它们的记忆时 , 我很快想到了科幻电影《暖暖内含光》 , 以及《三体》中的思想钢印 。
文章图片
海马体中一丛丛的神经元
naturevideo
【让记忆植入和夺魂咒成真,这或许是神经科学最科幻的技术】在神经生物学家眼中 , 记忆就是一块海马体磁盘 , 而意志的本质也是物质 。
- 5G|华为利用5G毫米波发现园区入侵者,这让美国5G联盟情何以堪
- 鸿蒙os|麒麟9000再度发力,华为高精度导航让你出行不迷糊
- 信息科学技术学院|瞧不起中国芯?芯片女神出手,30岁斩获国际大奖,让美国哑口无言
- 发现最小白矮星,其大小相当于月亮,这让科学家很兴奋
- 本周华为小米相继报出的新闻,让我看到中国科技公司未来发展希望
- 6g|港媒:中国又在这一领域让美国寝食难安
- 腾讯|前腾讯员工爆料:鹅厂的末位淘汰制让人心理崩溃!
- 美国|“绝不能让中国芯片供应自主计划得逞!”美国这回彻底不装了
- Windows|如果美国让微软断供中国windows系统,不会出现什么影响
- |美国美梦落空!中国北斗芯片问世,或让GPS彻底退出中国市场