發(fā)布日期:2018-05-16
日前,加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的研究人員發(fā)表了一項(xiàng)引發(fā)熱議的研究——他們發(fā)現(xiàn)通過注射RNA,記憶竟可能從一只動(dòng)物轉(zhuǎn)移到另一只動(dòng)物身上!這項(xiàng)研究發(fā)表在了美國(guó)神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)旗下的《eNeuro》上,并在學(xué)術(shù)界帶來了大量討論。
▲這項(xiàng)研究也得到了《紐約時(shí)報(bào)》等著名媒體的報(bào)道(圖片來源:《紐約時(shí)報(bào)》官網(wǎng)截圖)
我們知道記憶儲(chǔ)存在我們的大腦里。但它具體藏在大腦的什么部位,卻一直沒有一個(gè)切實(shí)的定論。目前的主流觀點(diǎn)認(rèn)為,記憶的形成來自于神經(jīng)元之間的信號(hào)傳導(dǎo)。每一次喚起記憶時(shí),同一批突觸就會(huì)重復(fù)激活,增強(qiáng)記憶。這個(gè)觀點(diǎn)已經(jīng)流行了一個(gè)多世紀(jì),也被記載在了教科書中。
但這項(xiàng)研究則向教科書發(fā)起了挑戰(zhàn)。該研究的通訊作者David Glanzman教授是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的著名“異見者”,他認(rèn)為,RNA在記憶的形成中扮演了重要作用。
▲研究的兩位主角:David Glanzman教授和他的海蝸牛(圖片來源:Christelle Snow/UCLA)
在一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)中,研究人員們清楚地表明了RNA的參與。研究中,他們選擇了經(jīng)典的海蝸牛Aplysia californica作為研究對(duì)象,這一物種曾協(xié)助人類探索記憶的儲(chǔ)存機(jī)制,并幫助3位科學(xué)家摘得2000年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
UCLA的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在輕微的電刺激下,這些海蝸牛很快就學(xué)會(huì)了保護(hù)自己——在觸碰之下,它們會(huì)縮起自己身體上纖細(xì)的部位長(zhǎng)達(dá)一分鐘之久。相反,沒有被電擊的海蝸牛則沒有類似的防御反應(yīng)。
▲接受了RNA注射后,海蝸牛獲得了不應(yīng)有的記憶,學(xué)會(huì)了新的行為(右圖)(圖片來源:《eNeuro》)
隨后,精彩的環(huán)節(jié)到來了。研究人員們分離出了前者神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的RNA,并注射到了后者中。他們發(fā)現(xiàn)那些原本沒有遭受過電擊的海蝸牛,竟也學(xué)會(huì)了防御——在輕微的觸碰下,它們也會(huì)長(zhǎng)久地縮起纖細(xì)部位。相反,接受對(duì)照組RNA注射的海蝸牛,則沒有出現(xiàn)這一現(xiàn)象。換句話說,RNA能讓海蝸牛憑空學(xué)會(huì)新的防御行為。
“這看起來就好像是記憶得到了移植。” Glanzman教授說道。
▲該研究的機(jī)理解釋(圖片來源:Bédécarrats et al., eNeuro (2018))
這一發(fā)現(xiàn)看起來非常反常識(shí)。在一般人的印象里,RNA的主要作用是傳遞遺傳信息,指導(dǎo)蛋白合成。誰(shuí)能想到,它居然可能和記憶形成有關(guān)?Glanzman教授坦誠(chéng),哪怕是他實(shí)驗(yàn)室的成員,最初都充滿了懷疑:“我花了很久才說服我的課題組成員去做這個(gè)實(shí)驗(yàn),他們認(rèn)為這是個(gè)蠢主意。”
這項(xiàng)研究刊出后,許多神經(jīng)學(xué)家都認(rèn)為其具有一定的顛覆性。“這個(gè)想法非常激進(jìn),也挑戰(zhàn)了領(lǐng)域內(nèi)的觀點(diǎn)。”MIT的知名華人神經(jīng)學(xué)家蔡立慧教授說道。她指出,記憶的形成是一個(gè)復(fù)雜的過程,可能有許多要素參與其中。這項(xiàng)研究無疑是“有趣且令人印象深刻”的。然而,她依舊相信突觸在記憶儲(chǔ)存中有著重要的作用。
▲知名華人神經(jīng)學(xué)家蔡立慧教授認(rèn)為突觸依舊是記憶產(chǎn)生的關(guān)鍵,但這項(xiàng)研究對(duì)主流觀點(diǎn)發(fā)出了挑戰(zhàn)(圖片來源:MIT官方網(wǎng)站)
另一些研究人員指出,盡管論文中的數(shù)據(jù)可信,但很難說是RNA直接決定了記憶。RNA一般的起效時(shí)間需要幾分鐘到幾小時(shí),它如何能介導(dǎo)幾乎是瞬時(shí)產(chǎn)生的記憶呢?它又如何將大腦中無數(shù)的部位連接起來呢?在他們看來,如果RNA真的參與到記憶的形成中,它的機(jī)制更有可能是間接的。比如非編碼RNA參與的基因調(diào)控就是一個(gè)潛在的解釋。
▲海蝸牛之外,我們還需要在高等動(dòng)物里重復(fù)這一發(fā)現(xiàn)(圖片來源:By Genny Anderson [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons)
為此,許多學(xué)者認(rèn)為在興奮之余,應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎對(duì)待這項(xiàng)研究帶來的推論:海蝸牛的確是經(jīng)典的神經(jīng)科學(xué)工具,但它們的大腦依舊簡(jiǎn)單。我們需要在高等動(dòng)物中重復(fù)這一實(shí)驗(yàn),才能確定RNA在記憶形成乃至轉(zhuǎn)移中的作用。
但正如一些科學(xué)家所指出的那樣,這項(xiàng)研究本身值得鼓勵(lì)。盡管主流觀點(diǎn)認(rèn)為突觸的增強(qiáng)是記憶儲(chǔ)存的基礎(chǔ),但目前這一方向上已經(jīng)發(fā)表的12000多篇論文依舊沒有給出一個(gè)確切的機(jī)制解釋。Glanzman教授的研究雖然激進(jìn),但卻給神經(jīng)科學(xué)的研究指出了一條新道路。
“我們對(duì)記憶知之甚少,”一名學(xué)者補(bǔ)充道:“任何新的道路都令人興奮。”
參考資料:
[1] RNA from Trained Aplysia Can Induce an Epigenetic Engram for Long-Term Sensitization in Untrained Aplysia
[2] Memory transferred between snails, challenging standard theory of how the brain remembers
[3] Memories May Not Live in Neurons’ Synapses
來源:學(xué)術(shù)經(jīng)緯