《Science》新光学技术堪比“黑衣人”的记忆消除棒

科学家用老鼠的大脑演示了一种新的神经光学系统来操纵记忆。研究小组通过照亮小鼠大脑来抑制丝切蛋白，一种LTP所必需的蛋白质。当大脑的特定区域被照射两次时，一次是在老鼠学习一项任务之后，另一次是在学习后的睡眠期间，记忆被清除。

　　

京都大学的Akihiro Goto用老鼠的大脑演示了一种新的神经光学系统来操纵记忆，该研究发表在《Science》杂志上。这种技术可以阻碍神经活动，即所谓的长期增强(LTP)，而长期增强本来可以在睡眠期间巩固记忆。

LTP通过神经活动增强突触，对记忆形成至关重要。记忆在大脑中形成的时间和地点可以通过检查何时和哪些细胞进行LTP来确定。

药物可以破坏LTP，但它们效果一般，不擅长在记忆巩固的特定时间点针对特定的大脑区域。

为了寻找灵感，Akihiro Goto转向好莱坞。

“在《黑衣人》中，特工们用一道闪光抹去记忆。我们做过类似的事情，”他笑着说。他的团队利用光去激活对LTP至关重要的蛋白质。

研究报告的合著者Yasunori Hayashi的团队将黑西装和墨镜换成了白大褂和安全护目镜，通过照明小鼠大脑来抑制cofilin，这是一种对突触功能至关重要的蛋白质。

首先，将通常用于基因传递的腺相关病毒或AAV注入大脑，然后表达由cofilin和荧光SuperNova制成的融合蛋白。当暴露在光下时，这些蛋白质会释放活性氧，使附近的化合物，如cofilin，失去活性。

海马体是记忆最初储存的地方，LTP在海马体中的发生意义重大。当老鼠在学习一项任务后立即对大脑的这一区域进行辐射，然后在学习后的睡眠中再次进行辐射，记忆就会丢失。

Goto评论道:“通过定向照明消除局部LTP明显地消除了记忆，这令人惊讶。”

Hayashi认为，这项新技术提供了一种方法，可以在细胞水平上分离大脑中时间和空间上的记忆形成。

与LTP相关的突触异常与阿尔茨海默病等记忆和学习障碍以及精神分裂症等精神疾病有关。Hayashi总结道:“我们希望我们的方法能带来一系列精神障碍的治疗方法。”

Akihiro Goto, Ayaka Bota, Ken Miya, Jingbo Wang, Suzune Tsukamoto, Xinzhi Jiang, Daichi Hirai, Masanori Murayama, Tomoki Matsuda, Thomas J. McHugh, Takeharu Nagai, Yasunori Hayashi. Stepwise synaptic plasticity events drive the early phase of memory consolidation. Science, 2021; 374 (6569): 857