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记忆都藏在哪里？
无论是计算机的RAM ， 还是我们的脑 ， 所有的记忆存储设备都是通过改变其物理性质来存储信息的 。
当记忆形成时 ， 脑会发生怎样的物理变化？130多年前 ， 神经学家先驱SantiagoRamónyCajal首次提出 ， 脑会通过重新排列突触（神经元之间的连接）来存储信息 。 自那时起 ， 神经学家就开始试图揭示与记忆形成有关的生理变化 。
然而 ， 要对突触进行成像和绘制非常困难 。 首先因为突触非常小 ， 其大小约是标准临床MRI所能看到的最小物体的百亿分之一 ， 这些微小的突触总是紧密地聚集在一起 。 第二个难点在于 ， 在实验室中研究中 ， 科学家通常会用小鼠来进行脑功能研究 ， 而小鼠的脑中约有10亿个突触 ， 它们都和环绕在其周围的组织一样 ， 呈不透明或半透明的颜色 。
在过去的一些相关研究中 ， 科学家专注于记录神经元产生的电信号 。 虽然那些研究已经证实在记忆形成后 ， 神经元会改变它们对某些特定刺激的反应 ， 但仍无法确定究竟是什么驱动了这些变化 。
现在 ， 一项新研究利用创新的成像方法 ， 用历经6年的时间 ， 详尽地绘制出了斑马鱼在记忆形成前后的突触图 。 在过去的40年里 ， 人们普遍认为 ， 记忆是通过改变突触的强度来达到的 。 而新的研究则表明 ， 记忆在形成时所改变的并非现有突触的强度 ， 而是会导致脑的某些区域产生更多的突触 ， 而有些区域则会丧失突触 。
用经典条件反射诱发新记忆
斑马鱼是一种用于神经科学研究的理想测试对象 ， 因为它们既足够大到拥有像人类一样的脑功能；又足够小且透明到能够为进入活体大脑提供一扇窗户 。 在新研究中 ， 研究人员试图对只有12天大的斑马鱼幼苗诱发新的记忆 。 他们使用了一种被称为经典条件反射的学习过程对这些斑马鱼进行训练 。

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斑马鱼特别适合作为神经科学研究的动物模型 。 |图片来源：ZhuoweiDuandDonB.Arnold,CCBY-NC-ND
经典条件反射涉及到同时将受试动物暴露在两种不同类型的刺激下——一种是中性的、不会引起反应的刺激；另一种是不舒适的、会使动物尽量避免的刺激 。 当这两种刺激成对出现的次数够多时 ， 动物对中性刺激的反应就会与对不舒适的刺激一样 。 这表明它们已经将两种刺激结合在了一起 ， 形成了联想记忆 。
在实验中 ， 他们用红外激光来轻轻加热斑马鱼的头部 ， 用这种刺激作为不适刺激 。 斑马鱼会试图游开来避免这种刺激 。 因此 ， 当鱼开始甩尾时 ， 就可视作为鱼想要逃跑 。 与此同时 ， 他们会打开一盏灯作为中性刺激 ， 如果当斑马鱼暴露在这种中性刺激下时 ， 也出现甩尾的现象 ， 就意味着它回忆起了之前遇到不适刺激时的情况 。
经过5个小时的训练 ， 研究人员就能够观察并捕捉到这些斑马鱼的大脑出现的变化 。
在这项研究中 ， 为了绘制突触图像 ， 研究人员发明了一种方法来改变斑马鱼的DNA ， 使它们的神经元可以产生能够与突触结合的荧光蛋白 。 如此一来 ， 当有激光扫过时 ， 突触的强度和位置就会被荧光蛋白标记 。

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这张图片显示了活着的斑马鱼脑中的神经元 ， 其中突触被涂成了绿色 。 |图片来源：ZhuoweiDuandDonB.Arnold,CCBY-NC-ND
【记忆储存在哪里？能通过手术消除吗？】然后 ， 他们用一种专门的显微镜对突触进行成像 ， 这种显微镜所使用的激光剂量比标准显微镜要低得多 ， 对神经元造成的损伤也微小得多 ， 使研究人员能够在不丧失突触的结构和功能的情况下对其进行成像 。