Sciences十大科学突破之科幻世界的故事

　　

生物通报道：等不到最后一周的圣诞节，Science杂志迫不及待的公布了2014年的十大科学突破，今年十大科学突破之首是罗塞塔飞船及其在彗星着陆的成果，此外还有包括β细胞，操控记忆，年轻血液抗衰老以及合成细菌等成果。

今年的Science十大科学突破令人印象深刻的就是犹如进入科幻世界的几项重大成果，这些成果初看起来好像并不真实，然而经过科学实验证明的这些成果也告诉我们：也许我们走的比想象的更远！

5月，来自斯坦福大学医学院的研究人员在一项研究中发现，年轻小鼠血液中的某样东西或某些东西能够恢复老年小鼠的脑功能。如果在人类也是同样的情况的话，它有可能为给我们衰老的大脑重新充电提供了一个新范例，并有可能为治疗阿尔茨海默氏症一类的痴呆症指出了新的治疗方法。

有人说，这不就是等于说吸血鬼的那套真的可用，这就是以科学的名义返老还童。从机制上说，这其中的关键在于年轻小鼠的血液，或者说是年轻小鼠血液中的一个叫做GDF11的因子，能够让较老迈的小鼠的肌肉和大脑返老还童。

研究显示，经历会改变海马的活动和解剖学。例如，一些研究发现一个经验丰富的伦敦出租车司机的海马相比于第一次被雇佣的司机以及普通人的海马要大一些。海马也极其易受正常衰老过程的影响，随着人们年龄的增长，显示出早期的功能损害。在阿尔茨海默氏症一类的痴呆症中，这种海马退化加剧，导致无法形成新的记忆。

通过比较循环系统分别与年轻小鼠或其他老年小鼠连接的这些衰老小鼠的海马，研究人员发现许多生化、解剖和电生理检测指标存在一致的差异，这些指标已知对于编码保留在大脑皮质的新经历的一些神经细胞回路极其重要。

相比于与老年小鼠连体的老年小鼠，与年轻小鼠连体的老年小鼠的海马与年轻小鼠更为相像。与年轻小鼠配对的老年小鼠生成了更大量的、已知在学习之时海马细胞会生成的某些物质。此外，这些小鼠海马神经细胞具有更大的增强神经细胞之间连接的能力——这对于学习和记忆极为重要。

另外一项研究则是对于记忆的操控：研究人员用光遗传学技术显示，他们能在小鼠中操纵特定的记忆。删除现有的记忆并植入虚假的记忆，他们竟然能够将某小鼠记忆的情绪内容从好转成坏，反之亦可。

6月，加州大学圣迭戈医学院的研究人员，通过光遗传学刺激抹去了大鼠的一段恐惧记忆，随后又将其重新激活，这样的操作彻底改变了大鼠的行为。这是人们首次有选择性的去除和重新激活一段记忆。

研究人员对大鼠脑部的一组神经进行了光遗传学改造，使其对光敏感。他们对这些神经进行光学刺激，并同时电击大鼠的脚部。这些大鼠很快将特定的光学神经刺激与痛觉联系起来，在神经受到刺激但还没电击时表现出恐惧。研究显示，这些神经的突触发生了化学改变，突触连接得到增强（长时程增强LTP）。

随后，研究人员利用低频的光学刺激诱发长时程抑制LTD，并由此将突触连接削弱。结果这些大鼠无法对之前的神经刺激产生恐惧，说明它们大脑中与电击相关的记忆已经被抹去。最后，研究人员又通过高频刺激增强了这组神经的连接（长时程增强LTP），结果这些大鼠恢复了对特定刺激的恐惧反应。

这些看似虚幻，然则真实的成果让我们的未来看起来更加美好，也将会带来更多问题的探讨。

（生物通：张迪）

原文标题：

Breakthrough of the Year: The top 10 scientific achievements of 2014