麻省理工學院的科學家在《自然》雜誌網路版上發表的一項研究報告稱，透過給小鼠服用模仿豐富環境條件記憶增強效果的藥物，成功恢復了小鼠的記憶。研究人員表示，這類藥物可能為阿爾茨海默病提供新的治療選擇。
麻省理工學院腦與認知科學系神經科學教授、該研究的資深作者李-輝·蔡指出，幾十年來，神經科學家們一直知道，充滿新穎刺激的生活條件可以改善齧齒動物的記憶。她的團隊使用一種靈活的小鼠模型，著手確定在“大腦中大量神經元丟失後”是否可以採取措施來恢復記憶。
蔡的研究小組操縱了與幾種神經退行性疾病有關的蛋白質p25的基因，使其可以輕鬆地開啟和關閉。當該蛋白質開啟時，小鼠通常會累積神經和腦損傷，並最終忘記它們最近學到的資訊。蔡說，這種小鼠模型使研究人員能夠區分學習障礙和長期記憶喪失。
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“在大多數[阿爾茨海默病]研究中，人們只關注學習障礙，”她說。“在我們的模型中，我們可以真正控制神經退行性變發生的時間”，從而觀察到記憶喪失以及學習能力。
為了確定環境變化是否可以提高學習能力，研究小組將患有嚴重神經元損傷的小鼠放入兩種型別的籠子中。一種是標準的單隻小鼠籠子，裡面有墊料、食物和水，另一種是更大的設計，幾隻小鼠被分組在一起。後一組小鼠配備了一套每天更換的道具，例如跑輪、隧道和不同顏色的傘狀玩具。果然，生活在刺激性環境中的小鼠在涉及聯想和空間推理的學習任務中表現更好。
然後，研究人員訓練小鼠進行幾項活動並對刺激做出反應，例如當它們在某些籠子中時會受到電擊。一隻反覆放入電擊箱的小鼠通常會在被放入後立即僵住——這表明它害怕，因此記得在這個特定的籠子裡被電擊過。
在進行了四周的此類訓練後，研究人員重新激活了小鼠體內的p25基因六週，然後測試它們是否回憶起它們令人震驚的經歷。它們沒有回憶起來。
然後，他們再次隔離了這些小鼠：一組在接下來的四周裡生活在豐富的環境中，另一組則生活在簡陋的標準籠子裡。當四周後它們被放回電擊籠時，未豐富環境中的小鼠仍然不知道可能會發生什麼，而受到刺激的齧齒動物則嚇得癱瘓，表明它們知道。
蔡說：“這個結果直接表明，記憶實際上並沒有丟失。”“更可能的是，在大量神經元丟失後，這些長期記憶變得不可訪問。”當研究人員解剖環境豐富的小鼠（以及那些也遭受神經退行性變，但沒有生活在豪華環境中的小鼠）的大腦時，他們看到了海馬體和皮層（與學習和記憶密切相關的兩個大腦區域）遭受了相同程度的損傷。
蔡解釋說：“雖然環境豐富似乎並沒有顯著影響[受損]神經元的數量，但它確實誘導了樹突和大量突觸的生長”，這兩者都是神經元結構，是腦細胞彼此交流的基礎。換句話說，蔡說，記憶實際上並沒有丟失，而是神經元損傷破壞了大腦中的許多檢索通路。
阿拉巴馬大學伯明翰分校神經生物學系主任大衛·斯韋特表示，這篇新論文為許多神經科學家認為不可能發生的現象提供了證據：丟失的記憶可以再次被訪問。“這是一個原理驗證，即無法回憶的記憶可能會被重新捕獲並變得可以回憶，”他解釋說。“它可以發生這一事實本身就非常深刻。”
蔡的研究小組還深入研究了環境豐富發揮作用的生化機制，將其追溯到組蛋白，即DNA纏繞在其上形成染色質複合物的細胞核內的線軸狀蛋白質。一種稱為乙醯化的過程，即將一個化學基團新增到組蛋白上，會導致蛋白質結構解開，暴露出DNA的部分，這些部分可能只在發育過程中才能訪問。這種作用可能導致原本關閉的基因被啟用，並且可能是突觸強度恢復的原因。當研究人員給小鼠服用組蛋白去乙醯化酶抑制劑（HDACs）——促進乙醯化——時，它們產生了與環境刺激相同的效果。
蔡說，她的團隊希望進一步研究這種生物學機制，以找到HDACs的實際靶點。“我們想知道哪些基因對於改善學習和恢復記憶最重要，”她補充道。這樣，就可以定製更具體的療法來啟用正確的蛋白質，以對抗神經元丟失的影響。“我真的希望，”她說，“我們的研究有一天能夠轉化為幫助患有痴呆症的人類患者。”