1953年,一位27岁的病人为神经科学的发展作出了不小的贡献。他患有癫痫,这种难以治愈的疾病经常发作,最后他吃任何药都没有效果,不得不把大脑中的一部分切除了。失去了海马体以后,他虽然可以毫不困难地回忆起自己的童年时代,但却丧失了形成新记忆的能力,他不能辨认他在术后认识的朋友或邻居。虽然他能说出自己的生日,却讲不出自己的确切年龄,他的意识总是停留在现在。
对于这位病人来说是个不幸,但它同时也是科学上的一个突破。这个案例清楚地指出,海马体在记忆形成过程中发挥着核心作用。但是尽管如此,要想在拥有1000亿个神经细胞的人脑中研究记忆的形成依然难上加难。在这以后的20多年中,研究人员还是没有弄清楚其中的原因。
坎德尔说:“生物学中关于记忆储存这一块就像一个黑洞,在25年前我们对它几乎一无所知。”聪明的坎德尔独辟蹊径,他选择了只有2万个神经细胞的海兔作为自己的试验对象。这种海洋生物的神经细胞相当大,研究人员不需借助显微镜,用肉眼即可观察到。坎德尔想用简单生物来解决复杂问题的做法遭到了许多人怀疑,与坎德尔共事多年的一位同事说:“这在当时是个很大胆的工作,因为大多数人都还在研究很基本的问题。”
大胆的目标往往会导致科学上的创新,坎德尔就是如此。
因为海兔的神经元很大,而数量却很少,坎德尔可以确定各个细胞对特定行为的反应,而海兔试验中的某些生化过程与高等动物大脑中的反应也比较相似。
海兔与人类一样,记忆过程都依赖信使分子CAMP,CAMP可以调节CREM蛋白质,以决定相关基因是否发挥作用。而CREB就好像是大脑中的雕刻家,可以通过改变大脑中突触形状和神经元的间隔距离来形成各式各样的记忆。所以CAMP水平的变化会间接影响大脑中神经连接的能力,而CREB的减少则意味着形成记忆的能力下降。渐渐地,坎德尔的研究得到了越来越多的人的认同,海兔成了研究人类记忆的不错的模式生物。
目前各种记忆加强药的研究工作都在紧锣密鼓地进行着。那些最有希望成功的药物中有一部分是基于对海兔的研究,而有一些药物的设计灵感则显得比较奇特——比如吸烟的分子机制——这种药的研究对象是某些尼古丁受体。
20世纪90年代,坎德尔开始把研究工作扩展到了用较复杂的哺乳类老鼠做实验。研究人员用电极刺激老鼠大脑的方式,研究记忆形成时大脑细胞中所产生的变化。通过向这些脑细胞上滴加各种不同的试验药物,他们试图从中找出一种能够使神经元之间产生更强有力、更持久的连接的药物。现在,坎德尔等人所创立的记忆药业公司根据这些研究正在尝试开发几种新药。
第一种药是MEM1414,它是海兔研究的直接产物,磷酸二酯酶会分解CAMP,而MEM1414可以抑制这种酶的活性以提高CREM的水平,从而加强大脑长期记忆的功能。研究者希望它能改变由年龄增长引起的记忆力减退,甚至可以在阿尔茨海默氏病(老年性痴呆症的一种)的早期阻止它的发展。接下来是MEM1917,它与MEM1414类似。MEM1003的作用机理则是保护神经元免受过量的钙的损害。作为精神分裂症治疗药的MEM3454的目标受体同时也是尼古丁的受体,这是因为研究人员认为某些精神病患者通过抽烟来缓解症状,而这些症状就包括记忆功能损失。
积极研发记忆加强药的还有很多公司。海利康公司也发明了一种磷酸二酯酶抑制剂。由麻省理工学院学习与记忆中心的马克·拜尔参与建立的sention公司在CAMP和CREB的研究上也处于领先水平,它的新药C105通过调节神经递质以指导大脑中合成形成记忆所需的蛋白质,目前已进入临床二期。
Cortex药业公司是一家资格很老的记忆力加强药开发公司,它研究的对象是被称为ampakines的分子,它可以通过调控AMPA型谷氨酸受体,刺激神经递质产生更多的突触。Cortex药业公司的CX516已经通过了临床二期,但由于效果一般未能投入实际运用,目前他们正在研究CX516的加强版CX717。
虽然一个个成果令人兴奋,但研究人员的头脑却很清醒,他们要等结果出来再说。因为在20世纪70年代,有一批叫做nootropics的药也曾被认为具有提高记忆力的潜在功效,但后来却没人能弄清楚它们到底是否有效,这些药也就渐渐淡出了主流学者的视野。已经上市的咯利普兰(Rolipram)是治疗精神压抑药物,它的作用机制与现在的磷酸二酯酶抑制剂非常相似,但病人在服用它后都会出现呕吐症状,这大大限制了它的使用。虽然咯利普兰还在市面上销售,但它的功能说明中并没有提高记忆力一项。
除了吃药外,还有一些被认为能有效提高记忆力的方法,比如阅读一些进行脑力锻炼的书籍,做猜字谜游戏等。据说学习一门新的语言也可以增强记忆力。此外,许多人都听说过“吃鱼补脑”的说法,这一方法之所以可行在很大程度上是因为鱼肉含有Ω-3脂肪酸,它能清理大脑血管中的阻塞,使神经细胞表现出最佳的状态。不过这些方法都不能避免记忆力的衰退,而只能延缓它的发生,至于能否将记忆力提高到正常水平之上,更是没有人证明过。银杏也被很多人认为可以改善记忆力,银杏叶在美国的年销售额达到了数亿美元,然而实际情况却是目前还没有研究能证明它普遍有效。
科学家的研究充满希望,但即使这些研究最终没能产出任何药物,它仍然为我们理解记忆的机理提供了很多线索。
20世纪70年代以来,神经科学取得了很大的进步,但依然还有许多未知问题。
坎德尔等人在无意中发现了一个离子通道不为人知的属性,这种以微小蛋白质为基础的结构允许带微量电荷的分子跨越细胞膜。在海马体中就有一个这样的特定通道,缺少了这种通道的老鼠显得比普通老鼠更聪明,特别是在需要记忆力帮助的走迷宫项目中它们表现得尤为出色。从中可以得到一个结论:当海马体中的这个通道工作时,记忆功能减退了。
这是一个令人吃惊的发现。“既然它会削弱记忆力,为什么进化过程中会出现这个通道并且让它存在于大脑之中呢?”科学家对此感到奇怪,他们猜测这个通道平时是打开的,当需要记住某件事情的时候,神经递质就会关闭这个通道,使它们无效,这种机制帮助我们从日常生活中筛选出有意义的片断进行长期记忆。
如果科学家的猜测是对的,他们就可能设计出一种可以根据需要来关闭通道的药物,这将让我们能够记住更多的内容。
睡眠长短与性格
人们的睡眠习惯各不一样,有的人每天要睡8、9个小时以上,有的人则只睡6、7个小时,于是就形成了长睡眠者和短睡眠者的两种截然不同的睡眠习惯。这两种不同睡眠习惯的人,他们的人格气质和生活方式,经睡眠研究人员研究后证实也完全不同。下面介绍《睡眠与梦》一书记载的哈特曼氏的一则对比研究报告结果。
哈特曼等人于1972年发表了一篇颇有影响的报告,报告者最先在波士顿和纽约的报纸上公开登出广告,征求20岁以上的成年男性志愿受试者,要求身心健康,同时有每夜长于9小时或短于6小时的恒定睡眠模式,应征者多达400余人。通过调查睡眠模式,填写睡眠与梦的日记,接受心理测验,精神状况检查及体格检查等一系列步骤,精选出29名合格对象接受睡眠实验室检查及研究。其中的长睡者组平均每夜睡眠9~7小时,短睡者组平均每夜睡眠5~6小时。
就非眼快动睡眠的第3~4期慢波睡眠而言,两组的睡眠量差不多,长睡者组平均每夜69.9分钟,短睡者组平均每夜78.3分钟,后者甚至长于前者,只是没有统计学上的意义。
然而,眼快动睡眠量的差异却极为显著。长睡者组平均每夜121.2分钟,短睡者组平均每夜65.2分钟,长睡者组几乎为短睡者组的一倍。而且,长睡者组的眼快动密度(单位时间内眼球快速运动的次数)比短睡者组高。就对梦境的回忆程度而言,长睡者组能记忆的梦境比短睡者组多得多。
研究发现,长睡者的人格气质和生活方式与短睡者颇有不同。就对睡眠的态度而言,长睡者们觉得睡眠极为重要,非睡不可,多睡为佳;而短睡者们睡醒便起床,觉得躺在床上未免浪费时间。短睡者们平素总是显得精力充沛、雄心勃勃、积极进取、有自信心、对自己比较满意;而长睡者们大都没有以上特点,还会显得羞怯,带些神经质和轻度抑郁。长睡者们对自己的所作所为往往信心不足,总有烦恼,常常对自己的想法和行为“重新规划”;而短睡者们却是以预先规划为特点,行动之前预先打定主意,干起来便不再左思右想、犹豫徘徊。
通过上面的对比研究结果不难看出,长睡眠者与短睡眠者的人格气质、生活方式、精神状态,以及对事物处理方式等都是完全不同的。虽然长睡眠者与短睡眠者都可在工作、事业上创造出辉煌的业绩,也曾出现过各自的著名人物(如长睡眠者的爱因斯坦、短睡眠者的爱迪生等),但在科学技术飞速发展的现代,时间比什么都珍贵,当然还是以短睡眠者更有可能走在时代的前列。
“克隆”背后的荒唐
人类首位克隆婴儿“夏娃”出生的消息闹得世界舆论沸沸扬扬,鲜为人知的雷尔教也一再见诸于各国报章。在一片批评和质疑声中,“夏娃”事件的始作俑者、雷尔教派的主教沃尔隆却春风满面地声称:这只是他们宗教使命的第一步,接下来还要在克隆出的躯体中克隆人的记忆,还要克隆能活七八百岁以至长生不死的人。雷尔教究竟是怎么回事?可以说,它是由基督教圣经、潜在的反犹太主义、飞碟研究乃至商业主义拼凑起来的大杂烩,起源于沃尔隆演绎的一个荒唐故事:
现年55岁的沃尔隆原是法国橡胶之都克莱蒙费朗一家体育杂志社的编辑。据他所说,1973年他在一次山地远足时,遇到了从天而降的巨大飞碟。一个长着大脑袋、肢体纤细、身高只有1.1米的外星人将他邀入飞碟,作了一次长谈。外星人告诉他,人类完全错误地理解了自己的起源,这全是希伯来人的过错,因为他们把《圣经·旧约全书》中的Elohim错译为上帝,其实那个词的意思是“天外来客”,正是“天外来客”于25000年前在地球上克隆了人类(《圣经》说“夏娃出于亚当的肋部”)。那个外星人给沃尔隆起了一个名字——Rael,要求他带领世人走克隆这条神圣之路。
其后,外星人还问他带照相机没有,得知他未带照相机,外星人连称“遗憾”,并说如果拍了照片,人们就更容易相信你。也许是为了弥补这一遗憾,外星人将沃尔隆带回他们遥远的星球。在那里,沃尔隆见到了耶稣、穆罕默德、摩西和佛祖。并且,他还“在一群女性机器人中满足了自己的性欲”。
沃尔隆所讲述的这段荒唐故事,事实上已经成为雷尔教的“圣经”。据称,雷尔教现有教徒近5万,分布在84个国家,意大利约有500人。据意大利的雷尔教徒讲,他们除了相信上述雷尔教“圣经”之外,还被要求遵循“柔”、“爱”、“善”、“忍”等原则。
此外,根据雷尔教“教义”,性爱应与生殖无关,“我们周围的一切皆为性爱的行为或表现”,“性爱是接近无限充实的手段”。还有,教徒们将来死去的时候,将把一平方厘米的额头骨上交,以便克隆重生。沃尔隆为了“带领世人走克隆之路”,于1997年创建了“克隆援助公司”。法国医药学者布瓦瑟利耶作为该教的女“主教”,负责领导这家公司。有报道说,布瓦瑟利耶曾允诺为某国一个政治人物克隆其死去的儿子,“骗取”了20万美元。因此,人们不仅质疑“夏娃”的真实性,也怀疑“克隆援助”是一家“骗财公司”。
“夏娃”究竟是不是克隆婴儿,相信很快就见分晓。但无论如何,雷尔教派的“神圣之路”已受到国际社会的广泛批评,而沃尔隆演绎出来的雷尔教“圣经”则已成为人们茶余饭后的谈笑资料。