T他的记忆研究一直是科学研究的陌生人前哨之一。在20世纪50年代，美国密歇根大学的未知心理学教授名叫詹姆斯·麦康奈尔成为头条新闻，并最终成为一个东西名人——通过对淡水扁虫(planaria)的一系列实验。这些蠕虫着迷麦康奈尔不仅因为他们,他写道,“真正的突触的神经系统类型”,还因为他们有“巨大的再生能力……在最好的条件下可能(蠕虫)切成多达50块”与每个部分再生成一个完整的,完整的有机体。”
在早期的实验中，麦康奈尔训练了这些蠕虫一个拉巴甫洛夫通过将电击与闪光配对。最后，虫子们独自退缩到光里。当他把虫子切成两半时，有趣的事情发生了。这条蠕虫的一半的头部长出了一条尾巴，可以理解的是，它还保留着受过训练的记忆。然而，令人惊讶的是，长了头和大脑的尾巴也保留了训练的记忆。麦康奈尔想知道，如果无头蠕虫可以重新长出记忆，那么这些记忆储存在哪里。如果记忆可以再生，他能转移吗?
麦康奈尔的作品最近经历了一种复兴。
也许。瑞典神经生物学家霍尔格·海登曾建议，在20世纪60年代，是记忆被储存在神经细胞，特别是在RNA，信使分子从DNA需要说明，并与核糖体衔接，使蛋白质，生命的积木。麦康奈尔，已成为兴趣海顿的作品，争相试了投机性分子，他通过嫁接训练有素的涡虫的部分在未经训练涡虫的尸体被称为“记忆RNA”。His aim was to transfer RNA from one worm to another but, encountering difficulty getting the grafts to stick, he turned to a “more spectacular type of tissue transfer, that of ‘cannibalistic ingestion.’” Planaria, accommodatingly, are cannibals, so McConnell merely had to blend trained worms and feed them to their untrained peers. (Planaria lack the acids and enzymes that would completely break down food, so he hoped that some RNA might be integrated into the consuming worms.)
令人震惊的是,麦克康奈尔报道吃受过训练的蠕虫能让未受过训练的涡虫学习。在其他实验中，他训练涡虫在迷宫中奔跑，甚至开发出一种从训练过的蠕虫中提取RNA的技术，以便将RNA注射到未训练过的蠕虫中，努力将记忆从一种动物传递给另一种动物。最终，在1988年退休后，麦康奈尔从人们的视野中消失了，他的作品作为一个奇怪但具有警示意义的故事，被归入教科书的侧边栏。许多科学家简单地认为，像涡旋虫这样的无脊椎动物是无法训练的，这使得麦康奈尔的工作很容易被驳回。麦康奈尔还在自己的杂志上发表了一些研究成果，《寄生虫文摘》，以及科幻幽默和卡通。结果，人们对试图复制他的发现没有太多兴趣。
尽管如此，麦康奈尔最近的工作有经验的这是一种复兴，由塔夫茨大学(Tufts University)专门研究肢体再生的生物学家迈克尔·莱文(Michael Levin)等创新科学家发起复制他的涡虫迷宫训练实验的现代化和自动化版本。涡虫本身也受到了新的欢迎，在莱文切下一条蠕虫的尾巴并射杀了一只生物水流通过切口，刺激蠕虫重新长出另一个头来代替它的尾巴(这为莱文赢得了“年轻的弗兰肯斯坦”的可爱绰号)。莱文还向太空发射了15个蠕虫碎片，其中一个返回，奇怪的是，有两个头（“值得注意的是，”莱文和他的同事写道，“又废了这个双头虫，在平淡如水，又在双头表型结果。”）
David Glanzman, a neurobiologist at the University of California, Los Angeles, has another promising research program that recently struck a chord reminiscent of McConnell’s memory experiments—although, instead of planaria, Glanzman’s lab works mostly with aplysia, the darling mollusk of neuroscience on account of its relatively simple nervous system. (Also known as “sea hares,” aplysia are giant, inky sea slugs that swim with undulating, ruffled wings.)
最新和最流行的物品交付到您的收件箱！
2015年，格兰兹曼正在测试教科书上关于记忆的理论，该理论认为记忆储存在突触中，神经元之间的连接。他的团队试图在海兔身上创造和抹去记忆，他们定期地施以温和的电击，以训练这种软体动物延长反射时间。在这种反射中，一旦接触，它就会缩回虹吸管，即鳃和尾巴之间的一根小小的呼吸管。在训练之后，他的实验室见证了感觉神经元和触发虹吸撤退反射的运动神经元之间新的突触生长。在训练之后，这些神经元之间增加的连通性似乎证实了记忆储存在突触连接中的理论。Glanzman的团队试图通过拆除神经元之间的突触连接来消除训练的记忆，果然，蜗牛随后表现得好像它们已经失去了记忆，进一步证实了突触记忆理论。在Glanzman的团队对蜗牛进行“提醒”电击后，研究人员惊讶地发现，神经元之间的不同的、更新的突触连接正在生长。然后，这些蜗牛再次表现出似乎还记得它们之前似乎已经忘记的敏感训练。
如果通过内存等重大突触变化，其中所出现的突触连接通过培训已经消失和完全不同的坚持，新的连接，采取了自己的位置，那么也许，Glanzman认为，记忆是不是真的存储在突触后所有。实验好像出来的东西美丽心灵的永恒阳光，电影中的前恋人试图忘记彼此经历一个删除一个人的记忆有问题的过程，但显然不是不可挽回的地步。这对恋人都隐藏他们的头脑中的计划，深以满足蒙托克到底。影片暗示，在某种程度上，这记忆是永远不会完全消失，它始终保持能够回去，甚至似乎早已被人遗忘的人和地点。
B但是，如果记忆不是储存在突触连接中，那么它们储存在哪里呢?格兰兹曼不受欢迎的假设是，它们可能存在于神经元细胞的细胞核中，在那里，DNA和RNA序列构成了生命过程的指令。DNA序列是固定不变的，所以生物体的适应性主要来自于柔软性表观遗传机制在环境提示或压力下调节基因表达的过程，有时涉及RNA。如果说DNA是印刷乐谱，那么rna诱导的表观遗传机制就像即兴的剪切和排列，可能会引导学习和记忆。
也许记忆存在于由RNA引起的表观遗传变化中，RNA是一种改进分子，它为生命中基于蛋白质的适应打分。Glanzman的团队回到他们的海兔，训练它们两天来延长虹吸撤退反射。然后他们解剖它们的神经系统，提取与形成训练记忆有关的RNA，并将其注射到未经训练的海兔体内，一天后测试它们的学习能力。Glanzman的团队发现，来自训练有素的捐献者的RNA可以诱导学习，而来自未经训练的捐献者的RNA则没有效果。他们把记忆从一种动物转移到另一种动物，模糊但确定，他们有强有力的证据表明，RNA是记忆转移的媒介。
Glanzman现在认为突触对于记忆的激活是必要的，但是记忆是通过表观遗传的变化编码在神经元的核中。“这就像一个没有手的钢琴家，”Glanzman说。“他也许知道如何弹奏肖邦，但他需要用手来锻炼记忆。”
塔夫茨大学(Tufts University)艾伦发现中心(Allen Discovery Center)的科学家道格拉斯·布莱克斯顿(Douglas Blackiston)研究了昆虫的记忆，他的工作描绘了一幅类似的画面。他想知道蝴蝶是否能记得它作为毛毛虫的生活，所以他把毛毛虫暴露在乙酸乙酯的气味中，然后对它们进行轻微的电击。在对乙酸乙酯产生厌恶情绪后，毛毛虫化蛹，几周后成为成虫，研究人员对它们的厌恶训练进行了记忆测试。令人惊讶的是，成年蝴蝶居然记得——但是是怎么记得的呢?整个毛虫在变成蝴蝶之前就变成了细胞质汤。“这种重塑是灾难性的，”布莱克斯顿说。“毕竟，我们正在从一个爬行机器转变为一个飞行机器。不仅是身体，整个大脑都需要重新连接。”
很难研究化蛹过程中到底发生了什么在活的有机体内，但有可能在所谓的“蘑菇体”，一对参与嗅觉，许多昆虫都靠近触角结构的持续毛虫神经元的一个子集。换句话说，一些结构保持。“这不是汤，” Blackiston说。“好吧，也许这是汤，但它的矮胖”。有神经元的近乎完全修剪化蛹时，那仍然成为为数不多的神经元从其他神经元断开，溶解在这个过程中它们之间的突触连接，直到他们重塑成蝴蝶的大脑中与其他神经元重新连接。像Glanzman，Blackiston采用手的比喻：“这就像一个小组神经握着她的手，但再放开，然后四处移动，最后在新的大脑不同的神经元重新连接。”如果记忆被存储在任何地方，Blackiston怀疑它被存储在位于蘑菇体神经元，从毛毛虫到蝴蝶的唯一已知的遗留物质的子集。
最后，尽管它对记忆科学进行了异想天开的讽刺，永恒的阳光可能无意中发现了一个正确的前提。Glanzman和Blackiston不仅相信他们的实验为阿尔茨海默症患者带来了希望的消息，而且还可能修复受损的神经元，至少从理论上说，在适当的RNA的引导下，这些神经元可能会找到找回丢失记忆的方法。
马可·阿尔塔米拉诺是新奥尔良的一位作家，著有时间、技术和环境:一篇关于自然哲学的文章．在推特上关注他@marcosien．
这篇经典的事实如此浪漫的文章最初发表于2019年12月。
