博文《真实的盗梦空间——通过光控基因技术的虚拟记忆》介绍了记忆研究领域最新的一些重要进展。

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博文《对”真实的盗梦空间——通过光遗传技术的虚拟记忆”一文的评论》纠正了原文中的一些错误。

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今天有幸聆听文章第一作者刘旭博士在复旦脑科学研究院的精彩报告，很受启发。

其中一个工作的结果发表在Nature上：

Liu, X., et al. (2012)."Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memoryrecall." Nature484(7394): 381-385.

Optogenetic stimulation of a hippocampal engram.pdf

 理解这个工作，要从理解他们的实验体系开始。这个体系有些复杂，涉及四个方面的技术。

1、c-fos 是细胞内的一种“及早基因”——细胞感受到外界的刺激，该类蛋白开始表达，在一定的时间范围内（90分钟左右），可以作为该细胞活化的标志。这里实际上是c-fos的启动子——简单说，就是有此才能正常的开始表达。

2、tTA-TRE 是重要的诱导体系，在人为控制（加药或不加药）的情况下，可以使得该体系工作或者不工作。在转基因动物中，大家熟悉的把基因敲除（不区分细胞种类或者区分细胞种类）的基础上，可以实现在需要进行实验研究的过程中让被研究的基因表达或者不表达。

3、Chr2，光遗传学的手段。这是一种来源于衣藻的光敏感的通道蛋白，在特定波长的光照射下被激活，激活的结果是引起细胞内外的离子流动，从而使得该细胞激活。

4、EYFP和大家熟悉的GFP的工作原理是一样的。

整个的工作流程大致如下：

在老鼠的特定脑区注射病毒AAV（其上带有ChR2-EYFP等部件），但是因为没有启动表达的信号，这些病毒并不产生蛋白，是没有什么效果的。这个特定区域，是研究过的。

当老鼠进入新环境A中，环境刺激导致c-fos启动，在没有药物的情况下，tTA-TRE系统可以工作了（在加药的情况下，该系统是无法工作的），从而可以表达ChR2和EYFP蛋白。ChR2就插入细胞膜中，从而使得在这种情况下参与该学习记忆过程的细胞中都有了ChR2和EYFP蛋白。在环境B中，加药，tTA-TRE系统又不能工作了，细胞不能产生新的ChR2和EYFP蛋白。在光刺激的情况下，ChR2开始工作，被标记的细胞活跃，产生和在环境A中同样的行为——将在环境A中记忆的东西重新唤起（recall）。

环境B中激活的细胞数目总是远少于在A中被标记上的细胞，而A中被标记的细胞实际上也少于环境A中被激活的细胞。但是有部分细胞就可以产生类似的效应（强度等指标上可能会有区别）。