记忆可以被吃掉吗?

发布时间:2026-06-08 11:16  浏览量:2

那是波士顿隆冬时节。查尔斯河的河面已经完全封冻。但扎卡里·凯尔索(Zachary Kelso)仍冒着刺骨严寒,决心最终解开一个困扰神经科学实验室半个多世纪的谜团。为此,凯尔索需要一些蠕虫。他需要的准确来说是涡虫:一种头部呈箭头状的扁形虫,也是拥有大脑以及与人类类似、具有两侧对称神经系统的最简单生物之一。通常,实验室会从生物供应公司订购这种被广泛使用的模式生物。但邮购来的蠕虫并不合格。于是,神经科学家萨姆·格什曼(Sam Gershman)在哈佛实验室派凯尔索前往冰封的查尔斯河岸捕捉野生涡虫。凯尔索回忆道:“我当时想,‘我看起来肯定像个疯子,因为我要拿着锤子把冰面砸开。’所以我特意穿得更偏向商务休闲里的商务那一面。”这并不是凯尔索最后一次陷入这种处境。事实证明,查尔斯河里的涡虫同样不合适。2025年3月,他在俄勒冈州尤金市附近穿梭于溪流之间搜集到的涡虫也不行。6月时,他又穿着齐大腿高的防水涉水裤,从密歇根州的湖泊里打捞涡虫,而岸边野餐的家庭则好奇地围观——这些涡虫依然不行。凯尔索一丝不苟地翻动石块,用绑在线上的肉块作诱饵垂钓,甚至参考一本名为《密歇根淡水三肠目涡虫》的老式指南中的地图。但这场冒险毫无收获。当然,他确实抓到了许多涡虫。可回到格什曼的实验室后,没有一条能做到它们本该做到的事情。20世纪60年代,一位特立独行的行为心理学家詹姆斯·麦康奈尔(James McConnell)让科学界相信,涡虫和巴甫洛夫的狗一样,可以被进行经典条件反射训练;而且这种训练形成的记忆还能够通过同类相食,从一条涡虫转移到另一条涡虫身上。这些离奇的发现后来被其他科学家重复验证,训练涡虫甚至成为高中科学展览中的热门项目。如今,60年过去了,这些涡虫却不再学习,而没有人知道原因。我最初得知这个科学谜团,是在撰写另一篇关于细胞能够记住什么的文章时。随着我深入研究记忆研究的历史文献,我不断遇到麦康奈尔那些古怪的涡虫实验。它们曾令整整一代科学家着迷,随后却彻底消失。关于涡虫记忆的研究本身,也被遗忘了。原本我满足于把这件事视为历史中的一次偶然插曲,直到有一次采访中,格什曼顺口提到,除了研究单细胞纤毛虫蓝色大钟虫之外,他的实验室还在尝试重复20世纪60年代的一些疯狂涡虫实验。他问我:我听说过这些实验吗?

长期以来,专业研究人员和高中生都对涡虫进行了大量实验,以探索其再生能力。在这里,一条涡虫被诱导在原本应该长出尾巴的位置长出了另一个头部。毕竟,这正是麦康奈尔当年所做的事情。他并没有使用实验室培育的涡虫品系,而是从密歇根大学附近的一处湖泊中采集实验材料。因此,为了不放过任何一种可能性,凯尔索最后又专门前往密歇根州麦康奈尔当年的采集地点。他带回了一管又一管装满涡虫的塑料试管,但其中没有任何一条是“会学习的”。“到最后,我们手里大概有12种不同品系的涡虫,”格什曼说,“而它们没有一种表现出任何学习能力。”按照斯奈德的说法,金布尔夫妇坚信他们在20世纪60年代进行的条件反射实验确实成功了。那些涡虫学会了——他们对此深信不疑。那个时代的文献似乎也支持他们的确信:至少有36个实验室报告了类似结果。那么,为什么当今天的研究人员使用完全相同的实验方案、甚至使用同样的涡虫——从密歇根州同一片水域捕捞而来——重复这些实验时,涡虫却变得完全无法被教育了呢?斯奈德表示,一种解释是,麦康奈尔、金布尔夫妇以及其他所有“蠕虫跑者”在评估涡虫行为时并不一致,他们可能把一些较为平淡普通的涡虫“转身”误认为是光照反应中决定性的“蜷缩”。毕竟,每位科学家都是其时代的产物,会以无数种方式受到社会环境、经费压力以及——在这个案例中——一位极具魅力的领军人物的影响,而这些影响往往是隐形的。这种解释也让斯奈德对自身潜在的偏见格外警惕。“在整个项目过程中,”她告诉我,“我一直在想:‘在当前神经科学模型中,在我们关于什么是已知、什么是未知的假设里,我究竟把哪些东西视为理所当然了?而这些恰恰是我应该认真留意的。’”另一种更遥远的可能性是,涡虫本身在过去六十年间发生了某种变化——可能受到污染影响,或者经历了遗传漂变。格什曼认为这种情况不太可能。“一群研究人员恰好在这种现象出现的那个特定历史时刻开展这些研究,这种概率有多大?”他难以置信地问道。“在涡虫数百万年的进化历史中,他们就那么幸运地赶上了?然后我们的好运气又恰好用完了?”无论原因是什么,到了2026年,尽管拥有神经系统和简单的大脑,涡虫已经不会学习了。从进化论的角度来看,这其实也许说得通。“我们学习各种关联关系,某种程度上是为了预测危险并避免危险。”斯奈德说。但涡虫与危险之间的关系并不相同。它们强大的再生生理机制——也正是麦康奈尔实验的关键所在——使其能够抵御钝性创伤。即使被咬成两半,它们也只需重新长回来。那么,对于这样的生物而言,记忆究竟有什么用呢?“那又是另一个哲学难题了。”她说。而现在,恰恰是思考这些难题的绝佳时代。涡虫学习或许是一条死胡同,但利用其他生物进行的记忆转移实验正在重新受到科学界青睐——而且这些实验似乎真的有效。2018年,加州大学洛杉矶分校的神经科学家大卫·格兰兹曼(David Glanzman)在加州海兔身上完成了一次记忆移植。由于拥有相对简单的神经系统和巨大的神经元,加州海兔长期以来一直是记忆研究领域备受青睐的模式生物。在训练这些海兔对尾部电击产生反应之后,格兰兹曼通过直接注射遗传物质,成功将这种敏化反应从一只海兔转移到了另一只海兔身上。这表明,记忆的某些方面可能储存在RNA之中,而这正是麦康奈尔当年坚持的观点。随后,在2021年,普林斯顿大学遗传学家科琳·墨菲(Coleen Murphy)发现,秀丽隐杆线虫——一种拥有302个神经元的微型线虫——能够通过吃掉那些曾经吃过致病细菌、因而“吃过苦头”的线虫,甚至只是游动在由这些线虫打成浆液的液体周围,就学会避开这种致病细菌。墨菲团队发现了一种名为Cer1的逆转座子——一种能够在基因组中跳跃的遗传物质片段——它似乎能够在个体之间“携带记忆”。几年之后,印度科学研究所的一个研究团队发表论文指出,经过训练的秀丽隐杆线虫会释放细胞外囊泡——一种携带遗传信息的小型脂质颗粒——而这些囊泡能够将它们获得的训练经验传递给未经训练的同类。这些研究者没有一个人像麦康奈尔那样张扬耀眼,但他们的研究却表明,也许他关于蠕虫记忆的看法终究是正确的。他只是押错了蠕虫种类——而且在证据并不一致的情况下依然执意坚持。最终,他失去了自己的学术声誉,但他那种充满激情的探索精神,却点燃了另一位同样不循常规的科学家的好奇心。幸运的是,这一次,这位科学家正沿着证据前进。如今在哈佛大学,格什曼正把研究重点从难以捉摸的涡虫转向更容易理解的秀丽隐杆线虫。这种线虫虽然无法像涡虫那样被切成两半后再生,但它长期以来一直是神经科学的重要模式生物,而且已经被反复证明具备学习能力。随着新实验陆续展开,格什曼保持着谨慎的乐观态度。“我只希望我们不是又钻进了另一个兔子洞。”他告诉我。不过,至于钻进一个“虫洞”——那倒是毫无疑问的。作者:Claire L. Evanshttps://www.quantamagazine.org/are-memories-transferable-or-edible-20260605/原标题:《记忆可以被吃掉吗?》