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  关于记忆的研究就是一个很好的例子。众所周知,记忆是大脑最基本的功能,所有的推理和决策过程都是在记忆的基础上进行的。一个人如果失去了记忆,那他也就失去了人的根本特征,和动物没什么两样了。

  人类能否揭开大脑的秘密?这个问题曾经被哲学家一票否决了,他们说,任何东西都是无法理解自身的。这个说法听上去貌似很有道理,但仔细想来这就是一个文字游戏,本身毫无逻辑可言。事实上,科学家根本没把这句话当回事,一直在紧锣密鼓地研究大脑的运作方式。因为他们相信,研究大脑不需要借助外来的超能力,只要按照常识一步一步去做,总有一天能找出答案。

  要想研究记忆,首先必须弄清记忆究竟储存在什么地方。随着核磁共振等技术的不断进步,科学家基本达成了共识,那就是记忆储存在大脑的海马区(Hippocampus),甚至可以更加精确地将记忆定位于海马区的CA3区域。

  接下来的问题是,记忆是如何被储存的呢?这个问题也已经有了答案。科学家发现,记忆储存于神经细胞的连接方式之中。换句话说,大脑通过改变神经细胞的连接方式和连接强度,将某个外来刺激永久地固定于大脑之中。

  这个改变是由一系列基因负责实现的。研究发现,在外来刺激进入大脑,并形成记忆的过程中,海马区内的一系列特定基因被激活,这些基因负责指导神经细胞改变连接方式和强度,从而完成对外来刺激的储存过程。

  那么,这些基因到底是如何工作的呢?这个问题就比较难回答了。来自美国麻省理工学院麦克格文脑科学研究所(Mc Govern Institute for Brain Research)的林映晞副教授和她领导的团队通过一系列设计精妙的实验,找出了这些基因的总开关。林副教授将研究结果写成论文,发表在《科学》杂志上。

  这个实验是在小鼠身上做的。小鼠和所有其他高等动物一样,都具备“场景恐惧记忆”的能力。简单来说,当实验人员把小鼠放进一个特制的笼子,并实施电击后,小鼠便会记住这个刺激,此后当小鼠再次进入这个笼子时,即使没有电击,小鼠仍然会紧张得一动不动,仿佛在为即将到来的恐怖电击做准备。

  有了这个方便实用的动物模型,科学家就可以放开手脚大做文章了。研究人员首先发现,在小鼠形成记忆过程中最先被激活的是一个名叫Npas4的基因,其他一些记忆形成实验的结果同样如此。其次,该基因恰好在海马区的CA3区域最为活跃。这两个事实加在一起,让林副教授相信这是一个记忆开关基因,负责打开所有与记忆形成有关的基因。

  为了证明这一点,林副教授设法将小鼠体内的Npas4基因去除掉,结果这种小鼠失去了“场景恐惧记忆”的能力,很快就忘记了那个笼子里曾经发生的惨剧。接下来,林副教授设法在这种小鼠海马区的CA3区域内恢复Npas4的功能,结果这种小鼠又神奇地重新获得了“场景恐惧记忆”的能力。

  这一系列实验似乎都指向一点,那就是Npas4基因是记忆的总开关。下一个问题是,这个开关是如何工作的呢?通过研究该基因的结构,林副教授发现它负责编码一种RNA聚合酶结合蛋白。已知RNA聚合酶是基因激活所必需的酶,因此林副教授推测,Npas4相当于一个“带路党”,专门负责把RNA聚合酶引向特定的基因位点,指导聚合酶在这个地方开始工作,激活那些与记忆形成有关的基因。

  在生物学术语里,像Npas4这样的基因被称为“转录因子”,专门负责调控基因的转录功能。转录(Transcription)是基因实现其功能的第一步,谁控制了转录,谁就控制了该基因的一切,称其为“基因总开关”是恰如其分的。

  这项研究的意义非常重大,那些研究记忆的科学家从此便有了一个非常强大的工具,他们可以通过研究Npas4的结合对象来研究记忆形成所需的所有基因,也可以通过定位Npas4基因的位置,发现所有与记忆形成有关的神经细胞。

  擒贼先擒王,抓住了记忆的总司令,剩下的事情就容易解决了。这个道理一点儿也不神秘吧?

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channelId 1 1 科学家找到控制记忆的基因(图) 1 关于记忆的研究就是一个很好的例子。众所周知,记忆是大脑最基本的功能,所有的推理和决策过程都是在记忆的基础上进行的。一个人如果失去了记忆,那他也就失去了人的根本特征,和动物没什么两样了