人類生命的最深處——大腦遺忘機制是遵循什麼原理呢?

2020-11-24 騰訊網

生物學發展至今!

以基因工程、蛋白質工程、細胞工程為基礎的現代生物技術是21世紀科技創新的前沿代表了高新技術發展的方向。

但是,今天我們所要科普的則是生命科學中的至關重要的——大腦。

愛因斯坦150的智商,智慧超人,記憶力更是強的可怕。

學生時代高考需要增強記憶力去背誦各種學科知識,當時的你羨不羨慕記憶裡卓絕的他們?

老年後記憶力下降,導致健忘甚至痴呆等症狀,你煩不煩因為記憶力下降所造成的種種?

長久以來,生物學界的統一認知是把遺忘是看作記憶的一個小故障。

但事實真的如此嗎?科學是要講究實證的!

日前,《自然》增刊《自然展望-大腦》上刊發的一篇名為《記憶中被遺忘的部分》文章裡提出,過去十年裡,越來越多的證據表明,記憶的喪失並不是被動的過程,而更像是一種主動的過程,我們的大腦在不停地主動遺忘。

不過,目前上面這類論文都還只能說是假說,需要進行大

量重複實驗來驗證。

那麼——遺忘是否是記憶失敗的一種進化方向呢?

自進入20世紀以來,研究人員一直致力於了解記憶的編碼、整合和喚醒。

大約在21世紀前葉,當時的生物學界主流觀點都還是認為遺忘是一個被動的過程,在這個過程中,未使用的記憶會隨著時間的推移而衰減。

但是後來卻出現了與實驗相矛盾的地方!一些研究記憶的科學家發現了遇到似乎與這個假設相矛盾的研究,於是開始有人提出大腦並不一定是一個被動遺忘的過程。

這其實對於生物學界是個好事,科學觀點可以提出,但要論證則拿出佐證觀點相關證據!

隨後,相繼有科學家在一些動物試驗陸續證實了這一觀點:記憶的喪失不是一個被動的過程。

加拿大科學家發現神經元之間的連接強度,取決於一類叫做AMPA受體的結構數量,如果遺忘確實是記憶過程中能夠被很好地控制、與生俱來的一部分,那麼維持這類結構才能保持記憶的完整。但這些受體並不穩定,它們被不斷地從突觸中移進或移出。

日本學者發現一種僅在REM期(快速眼動期)激活的一類神經元可以分泌一種「黑色素聚集激素」的物質,但是後來一些研究記憶的科學家開始遇到似乎與這個假設相矛盾的發現,出現了一些異常物質的沉積導致記憶出現了問題,是系統bug還是常規操作?

科學家們猜測,AMPA受體也可以被移除,這將表明遺忘是一個活躍的過程。倘若如此,AMPA受體不被移除就可以防止遺忘。科學家們阻斷了大鼠海馬體中AMPA受體的移除,正如所料,老鼠沒有再忘記物體的位置。為了忘記某些事情,老鼠的大腦似乎必須主動地破壞突觸的連接。

而另一組科學家,在研究成年小鼠新的神經元產生(神經發生)過程中發現,增加神經發生,不但沒有改善動物的記憶,反而使老鼠遺忘了更多。這說明,當神經元整合到成年海馬體時,它們就會整合到一個現有的、既定的迴路中。如果已經在這些迴路裡存儲了信息,然後又重新布線,那這些信息就會更難獲取。海馬體不是長期記憶儲存的地方,允許新的信息覆蓋舊的信息,可以幫助動物們不斷學習適應新的環境。這些實驗,讓科學家們得出「遺忘是記憶的一種功能」這個結論。

主動遺忘背後機制有兩大觀點碰撞

如果說遺忘是記憶的一種功能,是主動的行為,那麼我們的大腦在何時會進行「主動遺忘」呢?

中華醫學會神經病學分會委員、天津醫科大學總醫院神經內科主任醫師薛蓉表示:「我們在睡眠時也會清除內存,讓一些記憶消失。遺忘的機制可能與突觸重整來達到突觸穩態有關,也可能與下丘腦黑色素聚集激素神經元有關,但仍需我們進一步研究。」

而最新的研究,使我們可以從另一個角度來解釋這些和「遺忘」相關的疾病,它們的發生,可能是由於遺忘機制的過度興奮或遺忘障礙而造成的。

比如阿爾茨海默病(老年痴呆),而創傷後應激障礙則是由於遺忘障礙,不能及時清除不良記憶,導致持續出現這種心理問題。這種主動遺忘,就像我們把文件可以正常的拷貝進U盤,但是由於過度清理或者刪除了,雖然表現出來的也是U盤沒有文件的顯示,但這兩種同樣的表現發生的原因截然不同。

「記憶和遺忘都是正常的大腦功能,這兩個功能一起來維持大腦的平衡。」朱志中表示,大腦裡的遞質特別多,涉及的區域、環路又特別複雜,記憶和遺忘之間的動態關係靠哪些結構和遞質維持,目前還沒有實驗研究來支持,還需要進一步實驗來證實。如果遺忘確實是記憶過程中能夠被很好地控制、與生俱來的一部分,那麼這個過程如果失調,可能會產生負面影響。過度遺忘可能會導致我們抹除一些有用的信息,同時也會導致創傷恢復困難。「主動遺忘」為何會出現問題,目前這一問題也尚未有答案。

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