随着生物科技的进步,人们正逐步解开有关记忆的奥秘。如今,医生和科学家们正在进行利用药物删除人的记忆而让忧郁症患者忘掉忧愁的研究。

将极小的金属电极插入培养在营养液里的老鼠大脑的切片中,并通过微小的电流激活脑细胞,此时所产生的电化学反应类似于当新的记忆产生时在脑细胞中发生的电化学反应。此外,通过一个自动控制的“泵”将实验药物滴入脑细胞里,就可以用电极测量出药物对细胞活性的影响,有些实验药物确实让人看到了希望:它们能使神经细胞变得强壮,细胞连接的时间更长。

研制一种真正有效地提高记忆力的药物,这种长久以来科幻小说中的描述,已成为当今生物科技领域最前沿的工作之一。新一代的记忆药物已经可以改善大病后的失忆或心神恍惚的病症。

“我的朋友不断地问这种药什么时候能研制出来。”美国哥伦亚大学生物化学教授、诺贝尔奖获得者,现年77岁的埃里克 · 坎德尔(EricRKandel)博士说。在2000年获得诺贝尔医学奖后,他就曾表示:“如果按照现在的速度发展,我们将会在5~10年内研制出治疗老年失忆症的药物。”在这场竞赛中,美国加利福尼亚大学的神经学家蒂摩西 · 图利(TimothyTully)是最强劲的对手。图利曾是纽约冷泉港实验室的研究员,同时也是HeliconTherapeutic医疗公司的创始人。

从根本上说,记忆药物对于数以百万计的那些患有轻度失忆、头部损伤、情绪低落或智力迟钝、或从重大打击后逐渐恢复的人可能确有帮助。在美国,许多老年人非常希望能消除由于年老而带来的健忘。图利曾说:“许多医药公司现在正瞄准一个记忆力下降人群的市场——比如那些已经超过44岁的正在努力牢记他的客户名字的销售员。”

但如果成千上万的健康人为了获得智力优势而服用记忆药物,那将会非常危险。药力太强的药物可能会造成情绪的严重失控或思维混乱。除了这些不算严重的缺点,记忆药物肯定还会有更严重的副作用。生产商不可能清楚每种生化药物的所有副作用。

坎德尔之所以从事这方面的研究缘自孩童时期的一段经历。1929年坎德尔在维也纳出生,第二次世界大战开始之前逃亡到了美国。那些有关纳粹暴行的深刻记忆,在一定程度上促使他选择了研究精神病学。当年这个有希望的年轻学者孤注一掷,将他的前途放在了一种爬行动物的身上:通过海蛞蝓来研究人类的记忆。从那以后的几十年,坎德尔一直在从事这方面的研究。而图利的研究小组则通过一系列激动人心的实验,培育出了具有超强记忆力的果蝇。

坎德尔的研究基于一个令人吃惊的推论:人类记忆形成的基本原理可能与蜗牛、果蝇或其他简单的生物相似。所有动物的脑细胞看起来都很相似,不同之处只在于连接脑细胞的路线的复杂程度不同。“人脑就像笔记本电脑,而果蝇脑就像一台古老的收音机。”坎德尔形象地比喻说。

纽约市有一位27岁、只知道自己名字缩写叫H. M的严重癫痫症患者。为了彻底治愈他的疾病,外科医生切除了他的海马状突起,这是在大脑中心的一个小小的隆起物。手术后,病人的推理能力还保持完好,但他的记忆力几乎完全失去——不能记起几秒钟之前发生的事情。然而,令人惊奇的是,H. M能毫无困难地回记起他孩童时期的事情。这说明海马状突起不是储藏记忆的地方,但对于把直接的感知转换成记忆却至关重要。

坎德尔将研究重点放在记记时细胞的工作状态上。他选择了海蛞蝓,因为这种生物研究起来较为容易:它有20000个很大的神经细胞,这些神经细胞大到不用显微镜也能看到(人类有超过1000亿的神经细胞)。

坎德尔进行了一系列具有重大意义的研究。他通过测试海蛞蝓的一种本能反应:当受到威胁的时候,它是如何收回它的鳃,以及一些简单的记忆是如何形成的,发现通过调控海蛞蝓神经细胞里的化学物质,可以增强海蛞蝓的记忆力。

为了彼此沟通,脑细胞会通过神经键的突触连接来互相释放化学物质。当脑细胞连接时,在脑细胞中会由于神经键键接的暂时加强,而产生一个短暂记忆,在这个部位会不断有新的蛋白质加固细胞之间的神经键连接。

上世纪80年代,随着分子生物学的进步,坎德尔和其他研究人员已经在分子水平开始探索记忆的奥秘了。这是具有决定性意义的。一旦这些分子的工作机理弄清楚,那么寻找相关的药物就变得容易多了。

在研究中,坎德尔发现了一个使者——一种叫环状cAMP的信使分子,其在记忆形成时扮演着主要的角色。环状cAMP处于细胞内,当一个神经细胞发来讯号的时候,它就会激活蛋白质的活性,使这个神经细胞的连接暂时得到加强(想象一下接力赛中选手之间的接棒)。但是环状cAMP分子只是一个使者,它不能为形成长期记忆制造出所需的其他蛋白质。

在1996年,坎德尔又发现了一种引人注目的分子,叫做CREB,这种分子对学习能力和记忆能力是非常重要的。坎德尔的研究组证明,通过压制海蛞蝓神经细胞中CREB的活性,就可以中止产生长期记忆的进程,同时又不影响短期记忆。

而图利和他的同事们则提供了最生动的实验,证明CREB是如何影响记忆的。图利所利用的果蝇比海蛞蝓更具优势:活动范围广,易于进行遗传学改造以及可以成千上万的饲养在试管里。1998年,图利和他的同事对果蝇进行了遗传工程改造,促使果蝇脑细胞的CREB分子始终处于活跃状态,结果培育出了具有超强记忆力的果蝇。

通常果蝇要花10个训练周期的时间才学会不再飞入一间洒有香水而又会将其电休克的房间。但是图利培育的超级果蝇只需1个训练周期就学会了。后来,其他的研究人员证明CREB分子对老鼠也起着相似的作用。

这些海蛞蝓和果蝇的实验说明了CREB分子有助于产生新的蛋白质,使神经细胞之间保持长久的连接。正是由于这些链接,使得长期记忆是被保存下来。

环状cAMP和CREB为研制记忆药物指明了方向。目前,图利和坎德尔正在寻找其他影响记忆的基因和蛋白质分子。

成功只是时间的问题,图利说:“不是能否会成功,而是何时能成功。”