科学家通过基因操纵技术和激光束在果蝇细小的脑中植入记忆，使它们躲离具有网球鞋臭味的气体
【搜狐科学消息】为了进一步了解我们的大脑是如何工作的，生物学家们目前将人造的记忆植入了果蝇的脑细胞中，从而让果蝇有了一段特殊而又可怕的“回忆”。
科学家通过激光将该记忆植入了果蝇的大脑中，并且激活了一种特殊的脑细胞以让果蝇学会如何避免触电。
该项研究的目的不是为了给果蝇带来一场梦魇，而是为了让科学家更加了解人类和苍蝇的大脑是如何学习的。
“就以果蝇为例，它们虽然有着极为简单的神经系统，但却可以做一些相当复杂的事情，我想我们可以通过这次试验来打开通往大脑的神秘之门，以一探究竟。”牛津大学的格雷·米森伯格（Gero Miesenb?ck）博士说道，他是本次研究团队的领头人，也正是他开发了这样的技术。
心理学家通过观察老鼠在迷宫里的行为来研究老鼠是如何学习的，但是生物学家则希望实实在在地了解记忆是如何被记载于大脑的神经细胞或神经元中的，所以他们需要一种基因易受控制的生物体来进行该项试验。
在分子生物学的早期，正当其他人在苦心研究DNA时，生物学家西摩·本泽（Seymour Benzer ）决定通过研究果蝇来探究行为产生的机理。他的学生奇普·奎因（Chip Quinn ）在20世纪70年代早期发现果蝇居然可以学习。如果将果蝇暴露在一种化学气体当中，并且内部充满了强大的电击，那么果蝇在遭到电击以后就会将这种气体和电击联系在一起，从而在其以后感受到同样的气体时，会自动飞离。
奎因从果蝇身体里提取了两种化学物质，一种闻起来像甘草，而另一种却有着像臭鞋那种刺鼻的味道。而这两种物质的发现与研究，也为后来米森博格研究小组对果蝇的大脑学习系统的进一步研究提供了很大的帮助。
为了解析果蝇在将上述气体和电击联系在一起时大脑内部的神经回路过程，米森教授仔细地研究了一种能够分泌多巴胺的神经元。多巴胺在人类大脑中主要负责控制喜悦和兴奋的感情，而对果蝇来说，则正好相反，多巴胺在果蝇的大脑中负责传递恐惧和厌恶的信息。在果蝇大脑中有200多种神经细胞可以分泌多巴胺，而正是这种化学物质使得果蝇对上述实验中的气体产生了厌恶。
米森伯格博士的研究小组通过基因遗传学技术将这些能够分泌多巴胺的不同种类的神经元彼此分离出来，通过在这些不同种类的神经元上标记可以产生荧光蛋白质的基因，可以使得这些多巴胺神经元发出荧光，从而可以追踪它们在大脑活动时的具体行迹。经过研究，只有一种由12个神经细胞组成的神经元被认为与果蝇大脑学习行为有关。
这12个神经细胞在意识到了电击之后，便分泌出多巴胺，将恐惧的信息传递给kenyon细胞。同时kenyon细胞又通过果蝇头顶的的触须接收到了化学气体的信息，最终这两份信息融合在了一起，从而这样的一种记忆就被植在了kenyon细胞中。
为了验证他们的想法，米森伯格博士的研究小组激活了果蝇脑中的kenyon细胞，他们亲自植入了这次电击记忆，而没有让果蝇去体验。他们同时也对果蝇的一些反应本能进行了基因改造，使它们的kenyon细胞能够对闪烁的光作出反应，而在其体内分泌出一种果蝇敏感的化学物质。
所以不用将果蝇再放在充满电击的气体中，研究者只要用闪光和气体就可以激活其脑中的kenyon细胞，而闪光和电击的效果试验中表明差不多。通过该项关于学习行为机理的研究，米森伯格博士希望可以追踪其他脑神经回路的活动，他认为kenyon细胞还和那些负责控制果蝇具体行动的脑细胞有关系。这种大脑学习系统同时还会评估果蝇是否已经吸取了这次教训，一旦它将这种化学气体和恐惧联系在了一起，那么这种记忆是很难改变的，但是这个过程是如何完成的，目前还不是清楚。
米森伯格博士表示：“当人类对大脑的神经回路过程了解透彻之后，那么果蝇和其他具有学习性神经细胞的生物会不会成为一个个生物机器？如果当我们真的对大脑的一切都了如指掌的话，那么也许那会成为现实。”（尚力）
