簡介,背景,基因原理,實驗研究,研究發展,
簡介
輕輕扳動一下開關就能打開或關閉記憶，這種似乎科幻小說中才會出現的情節現在變成了現實。美國科學家向老鼠體內植入一種能複製與記憶有關的神經信號的電子設備，輕輕扳動開關就能打開或關閉老鼠的記憶。科學家們認為，這種技術將是阿爾茨海默病、中風等患者的福音。
記憶開關
記憶開關使用這種大腦修復器，他們可以幫實驗鼠重拾長久遺忘的記憶。這一療法將來某天可能會給那些因痴呆症、中風或腦損傷而致記憶缺失的人帶來幫助。這種大腦修復器首次說明，研究人員已經可以再現大腦的學習過程，恢複測試鼠因藥物而忘卻的記憶，並且為痴呆症患者帶來希望。
背景
隨著年齡的增長與病痛的侵襲,開關常常被強行關閉,記憶也隨之逐漸褪色；而這種新藥恰恰能重啟開關,顯著提高大腦儲存信息的能力。
經研究發現,只要打開老年白鼠大腦中的開關,就可使其記憶力恢復到青壯年時期的水平。相關研究人員自信地表示,人類大腦中也存在著類似的記憶開關,而基於此結論研發出的藥物,將在10年內投入使用。 其實,幫助老鼠恢復記憶的藥物伏立諾他(Vorinostat)已經被用來對抗一種困擾人類的罕見血癌。但伏立諾他具有較強的副作用,並不適於治療人類腦部疾病。
僅在英國就有40萬人受到阿爾茨海默氏症的困擾,而有預測顯示,在下一代英國人中,患者的數字還將翻一番。如此嚴峻的態勢之下,人們迫切需要一種對抵禦頑疾的有效方法。而現有的藥物只能暫時延緩疾病惡化的進程,不能治本；服用時間一長,其藥效也會減退。
而如今,歐洲神經科學研究所的研究人員安德烈·費希爾博士從德國的哥廷根為我們帶來了好訊息。他明確指出,在老鼠的大腦中,正是一種名為H4K12的微小蛋白質掌控著負責學習記憶功能的關鍵基因。這是一項十分重要的發現!儘管在沒有其他治療手段配合的情況下,單憑它還不足以治癒阿爾茨海默氏症,但它一定會給患者帶來切實的幫助。想要專攻這種病,製藥公司也必須了解他們最需要的武器是什麼。”
基因原理
在《科學》雜誌上發表的一項新研究顯示了一隻大齡白鼠的“記憶紊亂”同“海馬區染色質可塑性”（hippocampal chromatin plasticity）的改變有怎樣的聯繫，也就是DNA組合、組蛋白，以及其他構成染色體的蛋白質和海馬區之間的聯繫。特別是，這項研究描述了一種乙醯基遺傳“開關”，這直接導致了一隻16個月大的白鼠記憶上的損傷。由於這種醋酸基在3個月大的白鼠腦中並不存在，研究顯示這種醋酸基扮演了學習和記憶基因群組開關的角色。
這項研究是由德國哥廷根神經系統科學學院的安德魯·費舍爾帶領的，發表在《新科學》雜誌上。研究中，三個月大的白鼠需要在新環境中找到路，並且要根據自己的能力在特定的地點找到電子脈衝。結果發現，超過1500種基因的高等基因表達（genetic expression）知道需要為創造出新的神經元而製造蛋白質。16個月大的老年白鼠放棄了這項任務，也沒有呈現出類似的基因表達。同時，它們也不像年紀尚輕的白鼠那樣能較好地完成空間學習及記憶任務。
基因“開關”涉及乙醯化作用，也就是將乙醯基群在染色質的DNA水平上引入到分子中，由此完成基因轉錄。
實驗研究
“合上開關，老鼠便擁有記憶；打開開關，老鼠便失去記憶。”南加州大學維特比（Viterbi）工程學院生物工程系的西奧多·伯格（Theodore Berger）如是說。
伯格（Berger）的團隊與來自北卡羅來納的韋克福里斯特（Wake Forest）大學生理與藥理學系合作，以海馬體這一大腦中形成記憶的部分為重點進行研究。海馬體兩個區域間的交流溝通，導致短期記憶轉向長期記憶。實驗鼠學習一項任務，通過壓動槓桿來獲取獎勵，與此同時，小組研究了在這些子區域間發出的信號。幾經反覆，實驗鼠學會了這些行為，作為長期記憶。
當科學家給實驗鼠服藥，以暫停兩個區域間神經信號的傳遞時，實驗鼠便忘掉了長期記憶。但當他們植入電子腦修復物複製了子區域間信號的處理時，實驗鼠又恢復了記憶。神經工程學報刊登的研究工作表明，對於普通實驗鼠，“這一設備確實可以加強大腦內生記憶，並提升記憶能力。” 伯格團隊希望下一步可以用猴子測試這一儀器，同時也希望將來某一天它可以幫助那些由於痴呆症、中風或腦損傷而導致記憶缺失的人們。
研究發展
在實驗中，研究人員教老鼠學會一項任務——壓住一個槓桿而不是另一個桿槓，任務完成後會獲得獎賞。使用嵌入老鼠大腦內的電子監控探頭，研究人員記錄下了老鼠腦內海馬體兩個主要的內部分割之間大腦活動的變化。
隨後，研究人員阻止了老鼠腦內這兩個區域之間正常的神經互動，讓其不再表現出長期的學習行為。伯格表示：“不過，老鼠仍然知道，壓槓桿可以獲得獎賞，但現在，它們只能記住它們是否壓了左邊或右邊的槓桿，而且記憶持續時間僅為5到10秒鐘。”
研究人員希望進一步釐清，將這種電子設備和其他有關的電極植入擁有正常海馬體的老鼠大腦內時，能否增強正常老鼠的記憶能力。
