恢复 “隐藏的知识” – 一种哮喘药物是如何被用来恢复记忆的

学生们经常牺牲睡眠来学习考试，但睡眠不足会对记忆产生负面影响。现在，格罗宁根大学的神经科学家Robbert Havekes发现，睡眠不足会阻碍信息的回忆，而不是保留。Havekes和他的团队使用光遗传学和药物roflumilast使在睡眠不足的情况下获得的”隐藏知识”在几天后再次获得。他们的研究结果最近发表在《当代生物学》杂志上。

荷兰格罗宁根大学记忆和睡眠神经科学副教授Havekes和他的团队已经广泛研究了睡眠剥夺如何影响记忆过程。Havekes说：”我们以前专注于寻找在睡眠剥夺期间支持记忆过程的方法”。

然而，在他的最新研究中，他的团队研究了睡眠剥夺导致的失忆是信息损失的直接结果，还是仅仅由信息检索困难造成的。

“睡眠不足会破坏记忆过程，但每个学生都知道，在考试期间躲避的答案可能在几小时后突然出现。在这种情况下，信息实际上是储存在大脑中的，只是难以检索。”

海马体中与学习有关的神经元

高倍放大图显示了小鼠海马的一部分，其中编码特定学习事件的稀疏神经元群被标为红色。没有被学习事件激活的神经元显示为蓝色。资料来源：Havekes实验室/格罗宁根大学

为了解决这个问题，Havekes和他的团队使用了一种光遗传学方法：利用遗传技术，他们使一种光敏蛋白（channelrhodopsin）在学习经历中被激活的神经元中选择性地产生。这使得通过对这些细胞进行光照来回忆特定的经验成为可能。在我们的睡眠剥夺研究中，我们将这种方法应用于海马体的神经元，海马体是大脑中储存空间信息和事实知识的区域”，Havekes说。

罗伯特-哈夫克斯（Robbert Havekes）是荷兰格罗宁根大学记忆和睡眠神经科学的副教授。他与他的团队一起，利用光遗传学方法和人类批准的哮喘药物罗氟司特，找到了一种使因睡眠剥夺而似乎丢失的知识再次被获取的方法。资料来源：格罗宁根大学

首先，这些基因工程小鼠被赋予了一项空间学习任务，它们必须学习单个物体的位置，这一过程严重依赖海马体的神经元。然后，这些小鼠不得不在几天后执行同样的任务，但这次是将一个物体移到一个新的位置。在第一次任务前被剥夺了几个小时睡眠的小鼠未能检测到这种空间变化，这表明它们不能回忆起原来的物体位置。

“然而，当我们在用光重新激活最初存储这一信息的海马神经元后，将它们重新引入这一任务，它们确实成功地记住了原来的位置，”Havekes说。”这表明，在睡眠剥夺期间，这些信息被储存在海马体中，但在没有刺激的情况下不能被检索出来。

记忆问题

在重新激活过程中启动的分子通路也是药物罗氟司特（roflumilast）的目标，哮喘或慢性阻塞性肺病患者使用这种药物。哈夫克斯说：”当我们在第二次测试前给那些在睡眠不足的情况下接受训练的小鼠服用roflumilast时，它们就记住了，与直接刺激神经元的情况完全一样。”

由于roflumilast已经在临床上被批准用于人类，并且已知可以进入大脑，这些发现为测试是否可以应用它来恢复人类”丢失”的记忆开辟了途径。

发现大脑中存在的信息比我们之前预期的要多，而且这些”隐藏”的记忆可以再次被获取–至少在小鼠身上–这开启了各种令人兴奋的可能性。

Havekes说：”也许有可能用roflumilast刺激有年龄引起的记忆问题或早期阿尔茨海默病患者的记忆可及性。也许我们可以重新激活特定的记忆，使它们可以永久地再次检索，就像我们在小鼠身上成功做到的那样。如果受试者在试图’重温’一段记忆时用药物刺激其神经元，或为考试修改信息，这些信息可能会在大脑中更牢固地重新巩固。目前，这当然都是猜测，但时间会证明一切。”

目前，Havekes没有直接参与人类的此类研究。他解释说：”我的兴趣在于解开支撑所有这些过程的分子机制。是什么让记忆变得可及或不可及？罗氟司特如何恢复对这些’隐藏’记忆的访问？正如科学总是这样，通过解决一个问题，你会得到许多新的问题。”