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2009/05/23 10:47:18瀏覽1717|回應0|推薦2 | |
來源:中國經濟網綜合 據《紐約時報》報道,假設科學家可以通過調整大腦中的某種物質,抹去某些記憶,以此幫助我們忘記長期的恐懼或精神創傷,甚至是戒掉不良習慣,這肯定是了不起的科學壯舉。 化腐朽為神奇 美國紐約州立大學的研究人員日前便取得了類似這樣的壯舉,他們將一定劑量的實驗藥物註入對存儲特定記憶至關重要的大腦部位,如情感聯系、空間知識和運動技能。這種藥物抑制了某種物質的活動,而它顯然是大腦存儲部分信息所需要的。如果對其性能加以改善,這種物質可幫助預防老年癡呆癥和其它記憶問題。 迄今為止,這項研究的對象還僅限於動物。不過,科學家表示,這種記憶機制可能會在人身上發揮幾乎相同的作用。發現這樣一種至關重要的記憶分子及其諸多潛在用途顯然意義重大,因為這是某一科學領域眾多重大發現中的組成部分。過去幾年,該領域讓那些看似不可能的事情變成了可能,化腐朽為神奇,這就是研究大腦的神經系統科學。 現年52歲的美國著名神經系統學家托德·薩克特(Todd C. Sacktor)博士領導紐約州立大學唐斯泰特醫學中心的研究小組對記憶分子如何影響記憶進行了深入研究。他說:“如果這種分子如看起來那般重要,你便可以想見它的潛在用途了。我們可以利用記憶分子來撫平心靈創傷,戒掉一些後天養成的壞習慣,最終還能用以改善記憶和認知。” 數百年來,藝術家和作家一直處於個性、意識和記憶探索的最前沿。盡管科學家們已把人類送上月球,把航天器發射到土星上,把潛艇送入海底,卻未能為對大腦探索的壯舉提供一種有力的武器,人類思想看起來就像探險家們當年初見新大陸時一樣的黑暗、廣袤而又神秘。 現在,神經系統科學,這個在十多年前幾乎不存在的科學領域,正快速發展,吸引了數十億美元的資金,一批批研究人員投身其中。美國神經科學學會稱,美國國立衛生研究院去年對大腦相關研究項目投入52億美元,這幾乎是其年度總預算的20%。另外,像維康基金會和科維理基金會這樣的慈善組織迄今已投入數億美元用於在世界各地的高校建立研究機構,其中包括哥倫比亞大學和耶魯大學。 資金、人才和技術的湧入意味著科學家們終於有機會可以解開圍繞大腦的各種謎團,與此同時,也帶來諸多讓人反應不過來的科學和倫理問題。例如,數百萬人可能會經受不住誘惑而抹去某些極度痛苦的回憶,然而,倘若在此過程中,他們喪失了與之有關的重要個人記憶,又該怎麽辦?或者,一種能幫人們“消除”後天成癮積習的治療方式會不會誘使人們實驗更廣泛的用途? “記憶印跡”之謎 也許更為重要的是,當科學家研制出一種強化記憶的藥物,人們能否抗拒使用這種藥物的誘惑?大腦科學領域存在的風險及廣闊前景只會加快探索大腦機制的步伐。美國哥倫比亞大學神經科學學家埃裏克·坎德爾(Eric R. Kandel)博士說:“在這一領域,我們尚處於一座龐大山脈的山麓地帶。而且,不像其他學科,個人或小團體可以在沒有大量經費或大型實驗室的情況下作出他們的重要貢獻。” 數百位研究人員正試圖揭開一個自現代研究開始以來便令思想家們目瞪口呆的謎團:一小團組織何以能捕捉並存儲詩歌、情感反應、最喜歡酒吧的位置、遙遠童年情景等一切記憶?薩克特博士便是探究這個謎團的研究人員之一。有關體驗會給大腦留下某些痕跡的想法最早可以追溯到柏拉圖在《泰阿泰德篇》(Theaetetus)中有關蠟上印記的隱喻,到了1904年,德國學者理查德·塞蒙(Richard Semon)把這種神秘痕跡命名為“記憶印跡”(engram)。 “記憶印跡”究竟是些什麽東西?之前一項研究結果顯示,問題的答案是被某種體驗激活的大腦細胞在“生物快速撥號”中不斷彼此交流信息,就像是一群人共同見證了某個激動人心的事件。被激活的大腦細胞會將信息快速傳遞給更為龐大的細胞網絡,而顯然,每一個細胞都會增加一些細節、視覺、聽覺、味覺。大腦看上去可以令細胞間的通信線路變得更粗或更高效,以此來保存記憶。 這種快速信息交流又是怎麽實現的?這恐怕是一個價值千金的問題。科學家最早在二十世紀六七十年代描述了這一過程,並在隨後的歲月裏發現了在此過程中發揮作用的大量分子。然而,數十年過去了,科學家至今仍難以確定每一種分子的具體功能。問題並不在於此類物質難以被發現,恰恰相反,就是因為它們太容易發現了。 激活PKMzeta神秘物質 1999年,大腦科學領域裏兩位著名學者、哈佛大學的傑夫·利奇曼(Jeff W. Lichtman)博士與喬舒亞·薩尼斯(Joshua R. Sanes)博士在《自然神經科學》雜誌上發表了一篇論文,列出了117種在某種程度上參與細胞間持久快速信息交流的分子,這一過程被稱為“長期增強 ”(long-term potentiation)。利奇曼和薩尼斯的確不明白這些發現必然可以解釋記憶形成過程,然而,正是他們那份名單上的一種奇特物質,最終被確認具有某種不同尋常的特性。 薩克特說:“我父親告訴我去研究這個分子。我父親也是一位科學家,現在已經去世了,他有著對科學探索的本能—— 這一切就這樣開始了。”接受《紐約時報》記者采訪時,薩克特正離開位於楊克斯的家,驅車前往位於布魯克林東弗拉特布什區的實驗室,後面的座位上還放著三塊糕餅和一袋面包圈——這是薩克特在實驗室的午餐。” 薩克特父親的建議最終將他引向了一種叫做PKMzeta的物質。薩克特的實驗室在一系列研究中發現,當某一細胞被鄰近神經細胞迅速啟動,這種分子適時地出現並被激活。事實上,就像陸軍騎兵沖鋒攻占一個小島,PKMzeta分子看上去簇擁在一起,準確進入大腦細胞之間被加強的指狀連接,然後,它們就就像“生物哨兵”一樣無限期地駐紮在那裏。 舉個簡單的例子,PKMzeta就像是一大群遊離化學物質中的“旁觀者”,只有在一個細胞刺激另一個時才會爆發,給人感覺它好像總讓“快速撥號”功能開啟著。薩克特說:“在這之後,我們開始只專註於PKMzeta,分析它對行為的重要性究竟有多大。”某種程度上講,管理一個實驗室就像是足球隊周末打比賽,球員只有比賽時才集中,比賽結束以後各奔東西,他們有的來自歐洲,有的來自印度和亞洲其他國家。你可以根據他們的技術安排具體位置。 更有趣的是,每個人還得自備午餐,因為博士生們在東弗拉特布什這個泛黃、狹長的實驗室一呆就是12個小時,他們根本無暇出去吃飯。美國紐約州立大學唐斯泰特醫學中心生理學和藥理學部門主管羅伯特·王(Robert K. S. Wong)說:“人們以為像我們這樣的州立大學,生活是輕松乏味的,他們是對的,我們的生活確實如此。我個人認為,你申請補助金的壓力更小,可以用更多的時間來思考。”正是羅伯特說服薩克特從哥倫比亞大學加入這個實驗室。 “洗腦”觸及道德倫理 為搞清楚PKMzeta對於會呼吸的活體動物的重要性,薩克特一天來到安德烈·芬頓博士的實驗室。芬頓也是美國紐約州立大學唐斯泰特醫學中心的研究人員,主要從事老鼠空間記憶能力的研究工作。芬頓設計出一種比較聰明的辦法來教老鼠記住事物的位置,他讓老鼠在一個小房間裏來回走動以避免輕微電擊,一旦老鼠學會這一點之後就不會忘掉。過了一天甚至是一個月之後,你再將老鼠放入房間裏,它還記得如何來避免被電擊。 但是,研究人員在直接給它們的大腦註入一種名為ZIP的藥物以後,它們幾乎立即回到了原來狀態,因為ZIP會抑制PKMzeta分子的活動。芬頓說:“當我們第一次看到這種情況時,我讓研究生們舉起手來大聲歡呼。當然了,我們需要的遠不止是這一個研究。”芬頓的這一願望已經實現,他的實驗室以不同方式重復了這個實驗,並建立了多個研究團隊,每個采用不同的方法。三個月前,由以色列魏茨曼科學研究所科學家亞丁·杜達伊(Yadin Dudai)領導的研究團隊發現,一劑ZIP就能使大鼠忘記一種令其強烈厭惡的氣味,要是以前,老鼠一聞到這種氣味,它們便會病倒。 哈佛大學神經生物學家史蒂芬·希曼(Steven E. Hyman)說:“這種編輯記憶的可能性具有無窮的潛力,同時也會引發嚴重的倫理問題。一方面,你可以想象這樣一種情景:一個人身處某一環境中引發了痛苦的回憶,可現在有這樣一種藥物,在這些記憶被喚醒時可以削弱它們。再比如毒癮,如果恰恰有藥物可以抑制這種渴求,這具有多麽大的意義。” 研究人員一直嘗試通過現有藥物削弱痛苦回憶和上癮行為。而抑制PKMzeta分子的活動則可能更加有效。不過,希曼和其他一些研究人員認為,此類藥物可能被濫用,用以抹去或阻止對不良行為甚至是犯罪的記憶。如果說痛苦記憶就像揮之不去的噩夢,那麽徒增煩惱的記憶以及由此產生的有益恐懼則構成了道德良知的基礎。研究人員認為,人類需要有恐懼心理,比如說普通人走在馬路上被自行車撞了,他會產生恐懼心理,然後走在路上就會很小心。 改變對人性的理解 對於那些研究記憶生物學的科學家而言,PKMzeta的特性具有更重要的前景:記憶印跡自動重組的希望。科學家估計,到2050年,阿耳茨海默氏病或其他類型癡呆癥患者人數將超過1000萬,而掙紮於與年齡增長相關的記憶衰退的人遠不止這個數字。薩克特說:“這確實是我們奮鬥的最大目標。為實現這一目標,我們提出了一些想法,比如讓細胞生成更多的PKMzeta分子。在當前階段,這些還只是設想。” 另外,一種幫助改善記憶的藥物出現後會立即引發更廣泛的社會關切。希曼表示:“我們清楚,人們現如今就在使用各類改善智力和日常行為的藥物,因此,一種真正可以提高記憶力的物質可能會導致一場‘軍備競賽’。”在科學界,仍有很多問題等待研究人員解答。例如,PKMzeta分子能否永久將不同的神經細胞連成一片?如果答案是肯定的,PKMzeta分子又是如何實現這一過程的?畢竟,大多數分子的壽命每次不超過幾周時間。 PKMzeta分子如何與其他在產生記憶過程中起著重要作用的物質合作?美國加州大學歐文分校神經系統學家托馬斯·卡魯(Thomas J. Carew)說:“不是只有一個記憶分子參與了記憶過程,這個系統不是那麽簡單。許多分子參與了各類記憶過程,同時伴隨著認知、存儲和恢復的過程。”如今,當科學家們開始走出黑暗的山麓,看到前面微弱的亮光時,他們準備以藝術家和作家所未有的方式,去改變我們對人性的理解。 |
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