《盗梦空间》里“记忆植入”这一设定给我们留下了深刻的印象。现实当中，神经科学家也做到了类似的事情，虽然不像电影里那么神奇，但无疑也是相当不错的成果。

所谓记忆，无非就是神经环路中的活动模式。那么，人为创造相同的活动模式，是不是就能创造出记忆来？近日，神经科学家Vetere等人就以这样的思路，在小鼠脑中成功地植入了记忆，研究成果发表在《自然·神经科学》。

一条成功的人工记忆应该符合两个条件：第一，应该完全通过颅内刺激来让小鼠“经历某事件”；第二，在施加真实的感觉线索时，我们应该能够通过小鼠的行为来判断它是不是真的被植入了这条记忆。然而小鼠并不像电影里的费希尔一样有公司可以继承，所以我们没法通过观察它有没有放弃继承权来判断它有没有被植入记忆。

“公司什么的，我不要了。”小鼠（划掉）费希尔如是说。

研究者选择了比较容易模拟的与嗅觉相关的记忆，采用操作性条件反射范式来判断记忆植入是否成功。首先对小鼠进行训练，在给小鼠苯乙酮的香味的同时，给小鼠施加足部刺激。一天以后，把小鼠放在一个长方形环境中，一头有苯乙酮香味，另一头有香芹酮香味（这两种香味很容易分辨，并且激活的是不同的气味受体(odorant receptor)），结果发现经历了训练的小鼠会避免呆在苯乙酮那一头，而没有经历训练的小鼠则没有偏好。

测试环境示意图。A代表苯乙酮，C代表香芹酮。

那么怎么在颅内植入关于苯乙酮-足部刺激这一联结的记忆呢？研究者用到了光遗传学的手段——首先把对光敏感的分子或者离子通道转移到神经细胞里面，然后控制光的开关实现对这个神经细胞的控制。

脑子里插着光纤的小鼠

苯乙酮激活的是M72气味受体，而M72气味受体又由特定的嗅觉神经元所表达，这些嗅觉神经元的轴突又会汇集到脑中每个嗅球上的一两个嗅小球上。因此，研究者希望直接对M72嗅小球进行光控。

研究中采用M72-ChR2小鼠，即在M72嗅小球中表达光敏感通道和黄色荧光蛋白的融合蛋白的小鼠。图为M72-ChR2小鼠的嗅球，绿色部分为表达了上述融合蛋白的M72嗅小球。

训练当中，研究者一边给M72嗅小球施加光刺激，一边给小鼠施加足部刺激。在随后的测试当中，虽然这些小鼠从来没有闻过苯乙酮的气味，但它们仍然会避开测试环境中有苯乙酮的那一头，而呆在有香芹酮的那一头。这表明记忆植入是成功的。

但这项实验显然还是有缺陷的，因为足部刺激仍然是真实刺激。前人研究发现从侧松果体繮（lateral habenula, LHb）到腹内侧核（medial ventral tegmental nucleus, VTA）的通路能够调节惩罚信号，为了把足部刺激也做成“被植入的记忆”，研究者对这条通路施加了光刺激。结果发现，把足部刺激也用光刺激替代之后，小鼠仍然会避开苯乙酮那一侧，呆在香芹酮那一侧。

除了调节惩罚信号的通路，还存在调节奖赏信号的通路：从外侧背盖核（laterodorsal tegmental nucleus, LDT）到VTA。对这条通路施加光刺激后，研究者发现小鼠会更倾向于呆在苯乙酮那一侧。这一实验从另一个角度为记忆植入的成功性提供了证据。

在其他的实验中，研究者还发现植入的记忆和真实的记忆激活的是相似的神经回路。总而言之，所有证据都表明这项研究通过光遗传学手段成功为小鼠植入了记忆。但是文章中也提到，嗅觉记忆是比较容易植入的，要想植入其他形式的记忆，通过现有的技术手段恐怕还很难达到。

前人研究：给睡梦中的小鼠植入记忆

神经科学家并不是第一次成功地给小鼠植入记忆，2015年已经出现过一项类似的研究，成果也发表在《自然·神经科学》。

之前的文章中我们已多次介绍过位置细胞的作用——它能在我们身处特定位置时放电。那么，如果把位置细胞的放电和一个奖赏信号联结起来，应当就能给小鼠植入一项记忆：“这是个好地方/这是个烂地方”。

如上文所述，可以用光遗传学技术让小鼠不在特定位置时，位置细胞也能放电。但这项研究没有用到光遗传学技术，而是巧妙地运用了海马（位置细胞位于海马）的一个特点：海马中的细胞在睡眠时会放电，重复清醒时候的经历，从而进行记忆巩固。

因此，虽然小鼠在睡眠的时候不在指定的位置上，但是位置细胞的放电强度还是有时候会超过某个阈值。只要超过了这个阈值，插在内侧前脑束上的电极就会自动给小鼠一个刺激，作为奖赏。

通过这种方式，研究者发现，相比施加奖赏信号之前，小鼠在相应位置细胞对应的位置上呆的时间增加到了原来的4-5倍。控制组的小鼠，也就是在清醒的时候进行传统条件反射任务的小鼠，在对应位置上呆的时间也会变成施加奖赏信号前的4-5倍。这表明睡眠中的记忆植入是成功的。

小结

我无意拔高这两项研究的意义，把它们描述成什么突破性成果，也不想继续探讨“思想控制”之类的话题。有一说一，要从神经层面完整地模拟记忆、创造记忆，还有很长的路要走。不过，这两项研究无疑走出了坚实的两步。

除了神经科学家以外，心理学家其实也做过类似于记忆植入的研究。只是时（wo）间（lan）有（de）限（xie），我来不及读原始文献，所以这里就不写了，大家有兴趣可以自行搜索。

（本文原载于公众号“PsychReader”，欢迎各位关注公众号，获得更多心理学相关内容）

参考文献

De Lavilleon, G., Lacroix, M. M., Rondireig, L., &Benchenane, K. (2015). Explicit memory creation during sleep demonstrates acausal role of place cells in navigation.Nature Neuroscience, 18(4),493-495. doi:10.1038/nn.3970

Vetere, G., Tran, L. M., Moberg, S., Steadman, P. E.,Restivo, L., Morrison, F. G., . . . Frankland, P. W. (2019). Memory formationin the absence of experience.Nature Neuroscience.doi:10.1038/s41593-019-0389-0