如果你有一份重要的文件，你會(huì)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(xiǎn)柜？

實(shí)際上，我們的大腦就非常擅長(zhǎng)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(zhuǎn)移到另一部分進(jìn)行長(zhǎng)期存儲(chǔ)，這一過(guò)程被稱為記憶鞏固。

在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，人類對(duì)記憶的形成和鞏固的認(rèn)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(xué)的 Yasunori Hayashi 團(tuán)隊(duì)成功利用新的光遺傳技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)記憶的操縱。

這種技術(shù)會(huì)阻礙神經(jīng)活動(dòng)，即所謂的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP），而長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)本來(lái)可以在睡眠期間鞏固記憶，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Science 上。

長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP），是發(fā)生在兩個(gè)神經(jīng)元信號(hào)傳輸中的一種持久的增強(qiáng)現(xiàn)象，能夠同步的刺激兩個(gè)神經(jīng)元，進(jìn)而改變兩者的突觸強(qiáng)度。由于記憶被認(rèn)為是由突觸強(qiáng)度的改變來(lái)編碼的，LTP被普遍視為構(gòu)成學(xué)習(xí)與記憶基礎(chǔ)的主要分子機(jī)制之一。

既然LTP可以通過(guò)神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)突觸，且對(duì)記憶形成至關(guān)重要，那么我們是否可以通過(guò)檢查何時(shí)和哪些細(xì)胞進(jìn)行LTP來(lái)確定記憶在大腦中形成的時(shí)間和地點(diǎn)呢？

事實(shí)上，此前的研究表明，通過(guò)藥物可以破壞LTP，但這種方法難以控制，無(wú)法在記憶鞏固的特定時(shí)間點(diǎn)針對(duì)特定的大腦區(qū)域進(jìn)行阻斷。

相信很多人對(duì)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(gè)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(xiàng)研究的靈感證實(shí)來(lái)自于這部電影。他們正做著黑衣人類似的事情，只不過(guò)把黑西裝和墨鏡換成了白大褂和安全護(hù)目鏡。

在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)注意到一種對(duì)突觸功能至關(guān)重要的蛋白質(zhì)——cofilin，并試圖通過(guò)神經(jīng)光學(xué)技術(shù)來(lái)操控它在小鼠大腦中的表達(dá)。研究人員將通常用于基因遞送的腺相關(guān)病毒（AAV）注射到小鼠大腦，進(jìn)而表達(dá)cofilin和SuperNova感光抑制蛋白的融合蛋白。當(dāng)暴露在光下時(shí)，SuperNova感光抑制蛋白會(huì)釋放活性氧，使cofilin失去活性。

基于此，研究團(tuán)隊(duì)能夠利用神經(jīng)光學(xué)技術(shù)在特定時(shí)間窗內(nèi)選擇性消除記憶的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（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(shí)，前扣帶皮層的LTP是進(jìn)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(zhuǎn)移到大腦皮層進(jìn)行長(zhǎng)期存儲(chǔ)。這意味著發(fā)生在海馬體中的LTP是十分重要的。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠在學(xué)習(xí)一項(xiàng)任務(wù)后立即對(duì)其海馬體進(jìn)行光照，然后在學(xué)習(xí)后的睡眠中再次進(jìn)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(huì)丟失。

總而言之，這項(xiàng)研究通過(guò)一種新的神經(jīng)光學(xué)技術(shù)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(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP）的精確定位、時(shí)間和特征對(duì)記憶的形成是至關(guān)重要的。也就是說(shuō)，可以通過(guò)這種定向光照來(lái)消除記憶。

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