如果你有一份重要的文件，你會選擇將它放在哪里？是擺在書架上，還是收在抽屜里，甚至是藏到保險柜？

實際上，我們的大腦就非常擅長干這些事情，它常常把各類記憶歸檔并妥善保管——記憶首先出現(xiàn)在大腦的一部分，如海馬體，后轉移到另一部分進行長期存儲，這一過程被稱為記憶鞏固。

在很長的一段時間里，人類對記憶的形成和鞏固的認知極為有限，更談不上如電影中那樣消除記憶，覆蓋記憶，甚至是操縱記憶。而如今，日本京都大學的 Yasunori Hayashi 團隊成功利用新的光遺傳技術實現(xiàn)了對記憶的操縱。

這種技術會阻礙神經(jīng)活動，即所謂的長時程增強（LTP），而長時程增強本來可以在睡眠期間鞏固記憶，從而實現(xiàn)對記憶的消除。

近日，該研究以：Stepwise synaptic plasticity events drive the early phase of memory consolidation 為題，發(fā)表在了國際頂尖學術期刊 Science 上。

長時程增強（LTP），是發(fā)生在兩個神經(jīng)元信號傳輸中的一種持久的增強現(xiàn)象，能夠同步的刺激兩個神經(jīng)元，進而改變兩者的突觸強度。由于記憶被認為是由突觸強度的改變來編碼的，LTP被普遍視為構成學習與記憶基礎的主要分子機制之一。

既然LTP可以通過神經(jīng)活動增強突觸，且對記憶形成至關重要，那么我們是否可以通過檢查何時和哪些細胞進行LTP來確定記憶在大腦中形成的時間和地點呢？

事實上，此前的研究表明，通過藥物可以破壞LTP，但這種方法難以控制，無法在記憶鞏固的特定時間點針對特定的大腦區(qū)域進行阻斷。

相信很多人對威爾·史密斯主演的科幻電影《黑衣人》印象深刻，電影中，特工們用一個發(fā)出閃光的儀器抹去人們的記憶。

該研究的第一作者 Akihiro Goto 表示，這項研究的靈感證實來自于這部電影。他們正做著黑衣人類似的事情，只不過把黑西裝和墨鏡換成了白大褂和安全護目鏡。

在這項研究中，研究團隊注意到一種對突觸功能至關重要的蛋白質——cofilin，并試圖通過神經(jīng)光學技術來操控它在小鼠大腦中的表達。研究人員將通常用于基因遞送的腺相關病毒（AAV）注射到小鼠大腦，進而表達cofilin和SuperNova感光抑制蛋白的融合蛋白。當暴露在光下時，SuperNova感光抑制蛋白會釋放活性氧，使cofilin失去活性。

基于此，研究團隊能夠利用神經(jīng)光學技術在特定時間窗內選擇性消除記憶的長時程增強（LTP），以此發(fā)現(xiàn)不同階段的突觸可塑性發(fā)揮了不同的作用。第一波在海馬體局部發(fā)揮作用，賦予上下文特異性。第二波，在同一天的睡眠中，將這些神經(jīng)元組織成同步的放電集合。最后，在第二天睡眠時，前扣帶皮層的LTP是進一步穩(wěn)定記憶所必需的。

我們都知道，記憶最初在海馬體中編碼，然后轉移到大腦皮層進行長期存儲。這意味著發(fā)生在海馬體中的LTP是十分重要的。研究團隊發(fā)現(xiàn)，當小鼠在學習一項任務后立即對其海馬體進行光照，然后在學習后的睡眠中再次進行光照，以此打斷了海馬體中發(fā)生的LTP，小鼠的這些記憶就會丟失。

總而言之，這項研究通過一種新的神經(jīng)光學技術成功消除了小鼠的記憶，并證明了在記憶鞏固的早期階段，長時程增強（LTP）的精確定位、時間和特征對記憶的形成是至關重要的。也就是說，可以通過這種定向光照來消除記憶。

該研究的通訊作者 Yasunori Hayashi 表示：“這項新技術提供了一種方法，可以在細胞水平上分離大腦中時間和空間上的記憶形成。希望這種方法能帶來一系列精神障礙的治療方法，如阿爾茨海默病、學習障礙和精神分裂癥等等?！?/p>