记忆靠谱吗？ 2014-12-03 刘旭 奴隶社会

序（一诺）：今天这是做神经生物学研究的刘旭同学的第二篇文章。看他前一篇文章，在TED上给过Talk的研究成果，可以在网上搜索奴隶社会＋一个老鼠的盗梦空间。(华章这几天不方便发文章，我技术能力比较差，大家担待哈)。今天他讲的是他上篇文章提到的研究成果的后续，很有意思。 而且越想越有意思。 我们的大脑，个人到集体，到媒体，到社会， 一定程度上都再进行同样的“再固化”。 你看完告诉我同意不？

另外读者里有做科研的朋友，鼓励大家投稿。菠萝（治中）的癌症系列和刘旭的记忆系列都很有意思吧。做好科研的核心能力之一是能讲好故事（其实做什么事都一样), 所以这里挑战大家也把自己做的工作讲成好故事和大家分享。

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人的记忆究竟有多可靠？越来越多的研究表明，记忆远没有我们想象的可靠。

记忆并不等于事实。即使同一件事，不同的人会有不同的记忆。这样的例子顺手拈来：远的不用说，如果你还没看过，快去看看奴隶社会发过的颜宁和一诺写的她们在清华的共同经历，其中颜宁写A，一诺改注B的有木有！(一诺，不好意思，让你躺枪，为科学献身啦…)

记忆并不是一成不变的，记忆是有生命的，会不断变化。人们常爱把记忆比作一张照片，这其实是不恰当的，除非我们说的是像《哈利波特》里那些挂在墙上，会说话，会动的照片。如果你坚持要将记忆比作一张照片，那么这张”照片”会随着时间的流逝不断褪色，就好像人对于某段记忆的感觉会渐渐淡漠，这可能就是人们常说的”时间是治疗一切创伤的良药”。更不可思议的是，这张”照片”不但会褪色，”照片”的内容有时甚至会被扭曲。

美国心理学家Schacter教授在他的著作《记忆的七重罪》中就提到这样一个例子：他的一个朋友，澳大利亚的心理学家 Thomson教授有一次被人控告强奸。但他的不在场证明是滴水不漏的，因为案发当时他正在接受电视台现场直播的采访，更凑巧的是，他当时讨论的话题恰恰就是记忆是如何的不可靠。后来调查发现，原来那个被害人受到袭击之前，正好在看Thomson的电视采访。在情急之中，她的大脑阴差阳错的把看的电视内容和遭袭的事件融合在一起，形成了一个完全错误的记忆，她自己却丝毫没有察觉，坚信自己记住的是案件的真实过程（1）。

那错误的记忆究竟是怎么形成的呢？一种途径是，一个原有的记忆通过回忆被重新打开，同时来自外界的新信息通过感官摄入，然后被大脑整合进这个打开的记忆，于是就成了一个新的记忆。这个过程就好比我们把一个Word文档从硬盘上调进内存，修改编辑后再存回硬盘，覆盖原来的文档。大脑进行的这个过程叫做记忆的”再固化”，其实每时每刻都在自然的进行着。但当人们没有意识到其实记忆已经被改变，将新的记忆误以为是原来的记忆时，错误记忆就产生了。

Nadel教授领导的实验室做过这样一个试验：第一天，让测试者记住桌子上的20件东西；第二天，让一半的测试者先回忆一下第一天看到了些什么，然后看20件新东西，而另一半测试者只是直接看20件新东西；第三天，让测试者回忆第一天都见到了些什么。不出意料，被要求回忆过的那组会犯更多的错误，把第二天见到的东西记成是第一天的（2），说明他们的记忆的确由于”再固化”而发生了偏差。

做研究，看到现象就忍不住想了解背后的本质。我们当然没法直接打开人的大脑看看究竟，于是我们在小鼠中做了一系列试验，从神经细胞水平探求错误记忆形成的机理。我们首先让小鼠熟悉环境A， 并且通过分子生物学手段把大脑中和这个记忆有关的脑细胞”标记”上，并给这些细胞安上对光敏感的蛋白分子”开关”。然后我们把小鼠放进环境B，给予轻微的电击，同时用激光通过植入大脑中的光导纤维照射这些和A记忆相关的细胞。被光唤醒的A记忆，就这样与B环境的电击联系了起来，于是小鼠形成了自己仿佛在A环境里被电击的错误记忆。下次再进入A环境时，它们都会表现出莫名的恐惧，吓得一动不动，或者努力回避（3）。

通过这个试验，我们利用大脑的”再固化”功能， 将两个时间和空间上都不相关的事件融合，成为一个全新的记忆。由于这个记忆中的事件在现实中并没有发生过，因此这本质上是一个错误记忆。所以我们推测，日常生活中，当我们回想起一件事情，与这个记忆有关的脑细胞可能会被活化。如果同时有新的外来刺激，它们可能也会被大脑整合进这些活跃的细胞中。这样新的刺激和旧的记忆组合，于是这些细胞就代表了一个全新的记忆。这可能就是一种形成错误记忆的细胞水平机制。

有趣的是，我们这个发现被媒体 “催肥”了一把，一晃成了给小鼠移植记忆的《盗梦空间》现实版。回过头来看，我们的研究成果被媒体加工润色，改头换面出现在新闻里，这个过程和记忆的”再固化”真是如出一辙。

你也许会疑惑，为什么自然界会进化出大脑这种不可靠的记忆储存方式呢？其实记忆的可塑性是有生物学意义的。正是这种能够不断改变，不断整合的过程，才使得我们能适应不断变化的外部世界，并具备联想和创新的思维能力，设计和创造出自然界原来不存在的事物。这一点上，以精确可靠著称的计算机恐怕永远也赶不上这个”不靠谱”的大脑。

当你读完本文，你的大脑摄入了这段新的信息以后，我再来问问你，你觉得记忆靠谱吗？

参考文献：
1. Schacter, DL. (2001) The Seven Sins of Memory: How the Mind Forgets and Remembers (Houghton Mifflin)

2. Hupbach A, Gomez R, Hardt O, Nadel L. (2007) Reconsolidation of episodic memories: a subtle reminder triggers integration of new information. Learn Mem. 14:47-53.

3. Ramirez S, Liu X, Lin P, Suh J, Pignatelli M, Redondo RL, Ryan TJ, Tonegawa S. (2013) Creating a false memory in the hippocampus. Science 341:387–391.

这是刘旭发表在《新知》杂志2013年5月创刊号的文章，记载了他在探索人脑记忆科研道路上的一波三折和酸甜苦辣。

                                                    记忆之痕

在一个记忆形成时，和这个记忆相关的神经细胞也被我们的开关蛋白悄悄的标记上，“潜伏”在脑海深处。日后一旦我们将光线通入大脑，其他不相干的神经细胞继续沉睡，而这些有特殊开关的细胞则会被光照激活，纷纷响应，从而唤醒这个记忆。

文/刘旭

     
      在阳光明媚的德克萨斯州取得了博士学位以后，我抱着名师出高徒的信念，毅然决定北上，来到大雪纷飞的马萨诸塞，师从诺贝尔奖得主利根川进（Susumu Tonegawa），开始了博士后生涯。我的这位导师虽然年逾古稀，但仍活跃在学术的第一线。他自称平生只有两大爱好，科学和棒球。他是红袜（Red Sox）队的铁杆球迷。有一年他被邀请去为红袜队的年度赛季开第一个球。据说为此他在实验室里练习了很久的投球，好像实验室老楼墙上因此还留下了一个坑。1987年他由于免疫学上的重大发现而独得诺贝尔奖，原本可以固守其成的他却带着探索的精神转战神经生物学领域，一举成为业内的泰斗。      

     来到实验室的第一件事，就是和导师探讨，共同决定今后几年的研究方向。我迫切的想做一些意义重大，影响深远的研究，在这一点上和崇尚“大科学”的导师不谋而合，于是我们决定干些有挑战性的事情：通过操纵大脑神经细胞来控制记忆。由于我初来乍到，对实验室环境还不熟，再加上我原先从事的以果蝇为模式生物的研究与当前实验室的小鼠平台差别比较大，导师决定让我和实验室另一位比较资深的博士后，阿文德（Arvind）合作。阿文德高个子，皮肤棕色，精瘦，是个精力旺盛的万事通。在所有人心目中就像实验室的二老板。      

     控制记忆，是人类很久以来的梦想，也是无数科幻故事的主题。但说起来容易，做起来难。打这么个比方吧：都说大海捞针难，但那根针至少还是个客观存在的实体吧？而要在脑海里找寻并控制某一个特定的但却没有实体的记忆，其难度是可想而知的。早在上个世纪初，德国动物学家理查德·西蒙（Richard Semon）就提出了记忆痕迹的假说，认为记忆会在细胞中留下印痕。半个世纪后，加拿大的神经外科医生潘菲尔德（Penfield）在替癫痫的病人进行开颅手术的时候，通过用电极刺激大脑的不同区域，试图了解这些区域的功能。当他用电极刺激到大脑颞叶时，一些病人产生了对过往事物的生动回忆，说明记忆很可能存在于颞叶某处。近年来，随着科技的日新月异，我们对于大脑的了解在精度和准度上也有所飞跃。比如美国的弗莱德（Fried）实验室发现人脑颞叶有些神经细胞会对特定的名人，比如影星哈莉·贝瑞起反应。更神奇的是，这些细胞不仅会对贝瑞的不同剧照都有反应，还会对她扮演的角色，比如猫女，甚至简单的字符串“Halle Berry”有反应。这说明关于某一特定事物或经历的记忆，很有可能是存储在数目有限的特定的细胞里，而不是弥散在整个大脑中。这些细胞，应当就是记忆痕迹存在的实体形式。

     在大脑中找到一个特定的记忆，理论上是可行。但从这些单纯的观察到的现象，到真正找到并控制一个的记忆，还是有十万八千里的。我们常说，相关并不代表因果。通过上述的观察，我们只能说这些神经细胞和特定的记忆有关联。为了证明某一个特定的记忆是存在于某几个神经细胞里，最直接了当，最有信服力的做法是，在大脑内找到与某一个事件记忆有关的神经细胞，给它们安上一个“开关”。如果每当你人为的打开这个开关，激活这些细胞，都能使该个体回想起这个特定的事件，那么这就证明关于这个特定的事件的记忆的确是存在于这些细胞里的。只有当你能随心所欲的控制一个系统，你才真正了解这个系统，记忆也不例外。

     显然我们不能拿人来做这个试验：谁会愿意让你打开脑门，随便捣腾里面的记忆啊？即使能找到这样勇于献身科学的志愿者，这样的实验在伦理学上也是行不通的。于是我们将目光投向了实验室的小鼠。小鼠的脑子，虽然大小不到人脑的1/2000，但从大脑和体重比例来看，小鼠和人类是很接近的，都是1：40左右。与此相比，猫和狗都逊色不少，因为它们的大脑比重都小于1：100。小鼠的记忆也是相当好的。如果它们在一个环境里有过不良经历，比如在一个盒子里被电击过，它们会深深记住这个盒子，每当它们被放回那个盒子时，他们会本能的作出防御反应，蜷缩着一动不动。这样的记忆也很持久，可以持续几个月。这也是我们实验室常用的一种检测小鼠记忆的手段。

     检测记忆的对象和方法确定了，但我们怎么给脑神经安上“开关”呢？这得借助于目前神经生物学最前沿的一项技术，叫做“光遗传学”。这项技术，就是将一些对于光敏感的，来自于微生物或植物的蛋白质导入特定的神经细胞中，当这些蛋白受到特定波长的光的照射时，就会活化或者抑制含有它们的神经细胞，从而起到开关的作用。比如视紫红质通道蛋白2（Channelrhodopsin-2，ChR2），受到蓝光的照射，就能激活含有这个蛋白的神经细胞。

     开关有了，那么我们怎么能准确的把这些开关安在与某一个记忆有关的神经细胞中呢？以往的研究表现，当一个神经细胞活化时，会激活一类特定的基因，称为即刻早期基因（Immediate early gene，IEG）。在一个记忆的形成阶段，只有和这个记忆有关的细胞会活化，因此只有这些细胞里德即刻早期基因才有活性。而我们正是搭这个“顺风车”，通过一些分子生物学的手段，让我们的光敏开关蛋白模拟这些基因的活性。于是在一个记忆形成时，和这个记忆相关的神经细胞也被我们的开关蛋白悄悄的标记上，“潜伏”在脑海深处。日后一旦我们将光线通入大脑，其他不相干的神经细胞继续沉睡，而这些有特殊开关的细胞则会被光照激活，纷纷响应，从而唤醒这个记忆。 

     一个非比寻常的项目，得有一个与之匹配的响亮的名字。我们决定把这个项目命名为“X项目”，其因有三。第一，“X”代表希腊数字的“十”。导师十年以前就有了类似的想法，只是当时找不到合适的人选，而且技术手段也不成熟。十年以后，”X”项目终于正式启动了。第二，这个项目高挑战，风险大，未知因素太多。用“X"这个象征未知的符号来命名这个项目，再贴切不过了。第三，我的名字拼音开头是”X”(这条是阿文德临场发挥想出来的，可见他脑子有多快），如此看来冥冥中注定，这个项目非我莫属。

     经过一年多的反复摸索和尝试，我们终于可以将开关蛋白通过载体精确的导入大脑内的目标区域，然后在该区域正上方植入光导纤维。手术后康复的小鼠能够自由跑动，行动能力丝毫不受影响。能够成功进行这样的手术，使我们信心倍增。

     正当我们为如此迅速的进展感到自豪和欣慰时，一个突如其来的消息让我们感觉到如同晴空霹雳。在神经学年会上，来自英国伦敦的一个课题组宣称，他们已经利用与我们类似的方法，通过激活脑细胞而激活了记忆。科学前沿，只有第一，没有第二。如果我们提出的方案果真已经被别人完成，那我们将不得不忍痛放弃这个项目。我还清晰地记得当时会场上的情景。虽然他们的海报前人头攒动，但却出奇的安静，因为看过他们海报的人或者沉默不语，或者摇头叹息，暗自感叹自己的想法被他们抢先完成了，真有一将功成万骨枯的感觉。

     开会回来以后，一阵艰难的抉择之后，我还是决定硬着头皮继续做下去。原因有三。其一，学术界的准则是，只有经过独立评委审核，正式发表的结果才被承认。从这个角度来说，我们并没有失败，竞争才刚拉开序幕。其二，通过比较，我发现我们的方案，其缜密程度远在他们之上，因此一旦成功，更有说服力。其三，我只投入了一年多的努力，如果他们最终还是抢先发表，大不了我就换个课题，这一年就只当练手好啦。

     背负着这个随时可能破灭的梦想，我们继续前行。为了实验的需要，我们将一间实验室全漆成了黑色，还挂上了能阻止激光泄露的黑色帘子。就在这“小黑屋”中，我们日复一日，摸着黑一步一步前进。经过一番努力，我们终于将动物行为学研究设备与激光设备相结合，成功的建立了光遗传-行为学平台。伦敦方面还是没有任何进一步消息。有时候，没消息就是好消息，至少我们这样鼓励自己。

     一波未平，一波又起。就在这“X项目”初具规模的时候，阿文德忽然出人意料的决定要退出了。其实原因很简单：他一个人养活老婆和两个孩子，而且他儿子还有自闭症，各种费用使得我们这清贫的博士后工资捉襟见肘。就在此时，一家咨询公司给了他一个他无法拒绝的提议，招募他加入。我虽然完全能够理解他的决定，但心中未免有些失落。

     阿文德离去后，我在实验室寻找新的合作伙伴。一个刚加入实验室的学生，史蒂夫（Steve）表示了他对“X项目”的浓厚兴趣。史蒂夫是个极其乐观，超喜欢说话的小伙子。虽然他很年轻，没有太多的研究经验，但我看得出他很有干劲，能够举一反三，于是决定带他一起做。他小我十岁，于是我就激励他，告诉他当初联手发现DNA双螺旋结构的华生（Watson）和克里克（Crick），彼此就差十岁，这句话把他乐得不行。

     事实证明，我的选择是正确的。自从我们一起合作以后，“X项目”突飞猛进。功夫不负有心人，历经各种挫折以后，我们终于见到了第一道胜利的曙光。我无法忘记亲眼见到第一只成功的小鼠时的情景。我先让这只小鼠在“小黑屋”里适应了几天，然后把它放进另一间完全不同的房间的盒子并给与轻微电击，于是在这个环境里形成的恐惧记忆的神经细胞会被前面提到的光敏蛋白标记。最后我把这只小鼠放回“小黑屋”进行测试，小鼠早就熟悉了“小黑屋”的环境，也习惯了头上接着光导纤维到处跑动，所以不慌不忙地东走西看。一旦我将激光打开，它忽然间吓得躲在一角，大气都不敢出一下。激光一灭，他又恢复了常态，若无其事的闲逛了起来。当时我兴奋得不行，马上把史蒂夫叫来看，平时话多的他，竟也一时间激动得说不出话来。我们连续的测试了5天，每天我们都可以成功的用激光打开小鼠的恐惧记忆，完全用激光的开关来控制它的行为。受到这个巨大成功的鼓舞，我们并肩协力，一鼓作气在6个月里完成了各种测试和对照，并将结果总结成了文章，准备投给顶尖的杂志《自然》。

     就在我们稿件基本修改完成，准备投出时，一个令任何人都没有准备的噩耗突然袭来。导师的小儿子，一个前途无量的天才学生，结束了自己的生命。所有的人都震惊了。由于导师的名人效应，媒体也大肆报道。那些天，整个实验室的气氛是灰暗的。看到一个七十多岁的老人白发人送了黑发人，痛失自己的亲生骨肉，就算是素不相识的陌生人，心里也会难过。导师处理善后事宜，几天都没在实验室出现。我们虽然很担心他的状况，但也不知如何去安慰她。我不得不感叹人生的无常，即使像导师这样一个功成名就，呼风唤雨的人物，也无法对抗命运的安排。

     度过了令人不安的一段沉寂，我们终于盼到了导师的来信。信里说，他几天后会来实验室一下，可能就呆半个小时，完成文章最后的修改。几天后导师如期而至，憔悴了很多，让人心碎。他对我说，我们的项目是支撑他来实验室的唯一动力。这些天来，他一有时间就在思考这个项目。我不知如何答对。也许对于像他这样一个真正的科学家来说，对于科学的投入和执着是一味可以治疗一切伤痛的良药吧。

     我们将文章投出后一个月，就收到了几位匿名评审的反馈。他们提出了一些中肯的建议，我们设计了一些新的实验，一一做出了答复。于是我们将大幅修改以后的文章送回《自然》杂志重审。科研真是令人马不停蹄，一刻都不能掉以轻心。就在我们焦急等待杂志最终答复的同时，通过可靠的“小道消息”，我们得知加州的一个实验室也做出了类似的成果，而且他们的稿件已经在《科学》杂志接受最终评审。真是烽火连三月。如果他们的稿件在我们之前发表，我们的稿件就会立刻失去发表价值，几年的心血就会顷刻间付之东流。

     有时候我真觉得，搞科研就像一场赌博。对于生活在峰顶浪尖，想走在领域最前沿的我们，自然免不了面对这样的风险，不过此刻的我也想开了，因为一切已经不在我们手里控制了。

     最后的结局才叫出人意料。我们和对方的文章，被两家杂志分别接受，而且更神奇的是，两篇文章居然“碰巧”在同一天发表面世。由于对方使用的是化学的方法，不但不和我们直接冲突，反而与我们相辅相成。原本你死我活的场面，谁知最后竟可以变成皆大欢喜的结局。然而此刻的我们，并没有急着开香槟庆祝，而是转身继续投入了下一个项目。因为我们懂得，科学是不会为我们停步的。

     自从踏上这条探索记忆痕迹的研究之路，一晃已经快五年了。相信其间的各种波澜起伏，也会和这段研究相互交织着，在我们大脑的深处留下不灭的记忆之痕吧。 

by 丁澦

"终于旭要魂归故里，落土为安了，认识旭已经19年了，没想到时间过得这么快，一个新生的婴儿都能在此期间长大成人，进入大学学习了。总该写些什么，纪念旭，纪念这位将天赋与勤勉完美结合的伟大科学家，也纪念我们这些70后的青葱岁月。

    对于我这个记性奇差加脸盲的人来说，要像张怡一样把那么多细节记得如此清晰还真勉为其难，接近7年的同窗生涯能记住的也只是些许片段。初识旭还真没啥印象，应该是理基班入学面试时就见过了吧，但没留下什么深刻印象，只是记住了我们生物小班12个全是男生，然后其中一半以上都已经在高中的化学奥赛班熟识，而旭是少数没经过这些强化训练的。没多久，旭就成了我们的小班长，具体过程也是毫无印象了，只记得后来很多日常事务都是由勤劳的旭班长代为转达和处理的。

    我们班级比较特殊，提前招生，通过95年底笔试和面试的同学直接提前入学，这样就没读高三下，96年2月进了复旦后直接就是大一下，相比同龄人要少读一年，当然这个政策也招致很多其他高校的强烈反对，所以第二年这批提前入学的学生就没少读一年，反而多读两个月，变成97理基文基了。要三年半学完四年的本科课程实际上很紧凑，但高中时候懒散惯了，我们屋的几个还是没心没肺地下课后就冲到寝室打牌，只在考试季有所收敛去教室自习下，以旭为代表的对面寝室就比我们认真多了，果然半年后的考试立马显出区别，既聪明又用功的旭稳稳坐我班绩点第一名，直到大四毕业，都没下过3.8。

    大一下的半年很快过去，留下记忆的一是文基班的同学嘴皮子一个比一个利索，从入学典礼开始都文基班班长脱口演讲，到王德峰老师哲学导论课上几位同学的滔滔不绝，都让我们这些在课上忙着写高数、普物课作业的理基人自愧不如；二是96年3月21日，中国足球奥运会预选赛亚洲区决赛对阵韩国队0：3惨败淘汰，整个南区32号楼变成一片火海和枪林弹雨：楼下不时传来热水瓶和啤酒瓶的炸裂声，晾衣杆上四处焚烧的烧棉被，让我们这群17-18岁提早入学的高中生见识了大学毕业生的彪悍。

    96年8月，我们这批95理基、文基班的学生整体搬迁到了本部10号楼开始了大二生活，嗯，就是现在的复旦学院和一卡通中心这里。我们寝室是101，旭的寝室是102。新寝室的第一件事情就是军训，因为我们这届正好是数学系托管，我们班也和数学系大班排在了一个连，因此反而和生科院的同学不熟。大家在没改建前的菜地操场混了十几天也就过关了，只记得旭好像是因为腿疼还是啥原因，去了医院，但也没检查出什么问题，算是躲过了几天的暴晒。大二上开始，课程的难度加大，很多知识都不能再吃奥赛培训的老本，而我们寝室的打牌生涯又进入鼎盛，结果自然是我们屋考试一败涂地，而旭依然是一如既往地两点一线自习到很晚才回，奠定了学霸的地位。大二下那半年，因为上学期绩点过差，我们屋的终于用功一些，开始集体自习，稍微有所收敛了。高数、普物已经学完，大二主要增加了物化，有机，分析及相关实验课，只是有的课程实在无聊，记得在一教哪个偏僻小教室里的物化课，24个人睡倒了一大片，没几个清醒的，旭就属于清醒中的一个，老教授大为发飙却也无可奈何，不过最后给分却很慷慨，好像我们小班12个人给了7个还是8个A，其中旭还是A+，只是教务处登记到成绩单时把这加号给去了。旭的一大特点就是不管是不是自己喜欢的，只要学了，就能全心投入，然后融会贯通，对于他喜欢的课程，更是理解透彻，完全掌握。他的学习是发自内心的喜欢，不像我们这样很多时候都在应付考试。嗯，英语考试也是，那时候四六级还不是700多分的总分而是百分制，结果旭就四级考了满分100，六级考了99，这对于广大为了CET及格线苦苦挣扎的人来说，绝对是值得膜拜的学神啊。

    大二下结束时还有件印象深刻的事，那就是92级同学和93级同学同时毕业，因为军训一年，很多92级同学的英语等应用型技能被拉下，而97年是大学毕业不包分配的第二年，自主就业，双向选择的结果是很多92级同学多读一年，反而还没93级同学的工作找的好，郁闷愤懑之情无处发泄，而离别之情却难以割舍，终于在离别之前，积聚的情绪终于爆发，男生们齐刷刷地聚集在东区门口，开始了拉歌，而被关在东区里的毕业女生们也在里面积极回应，最终，国定路的交通被同学们彻底封堵了整个晚上，寝室里听到的那彻夜不停，整齐嘹亮的歌声现在还偶尔在脑海里显现。

    97年9月，忘了啥原因，学校又把我们这批人从10号楼一楼赶到了二楼，我们在218，旭在对门的217，我们小班剩下的大三大四两年本科生涯就在这面对面的两间屋里度过了。我们的218正对国定路，倒没啥风景，旭的寝室处于去食堂浴室的交通要道上，正好可以居高临下观摩每到饭点浴点来来往往的漂亮女生，同学们兴高采烈讨论之时，旭也只是偶尔点头笑一下，腼腆的点评几句，又沉浸在他那学术世界里。

    大三开始，我们正式开始了专业课的学习，和生物大班的接触终于多了起来，那时候生科院还是生化，遗传，生理，微生物和环资5个系，本科生也相应的对应5个班（97年开始正式以9770整体招生生物科学专业本科生，不再区分专业），理基班正式加入就变成6个班了，由于我们寝室还是10号楼，没能住到和大班一起的11号楼，因此课余接触并不多，旭在这种不利情况下，非常出色地做好了各种沟通工作。

    因为原来我们基地班小班只有12人，且都是上海生源，学校为了进一步扩充理基班（可能主要原因是国家拨的基地建设经费花不完，而要考核评成果时候，肯定是人越多，越能找出闪光点和典型拿出手），学校又从大班里面忽悠了十几位品学兼优的同学，组成了大理基班。这批后进来的同学，除了享受到每年700元的专业奖学金外，还真没啥其他好处，反倒是被逼多修了至少15学分的课程，连大四下也都被排得慢慢的。

    当初入学时候，教务处说的是基地班全部都本硕博连读，因此我们小班出国的氛围也不浓，认为学校会一手包办，对于人生和事业也没啥规划，到了大三时，读TOEFL和GRE的氛围也不浓。但到了大四时，学校却又改口，全部直研政策都和其他人一致，让很多原来可能存有出国想法的同学措手不及，来不及准备英语考试和申请了，可能旭就是其中之一，不过既来之则安之，虽然多花了3年时间读了个没啥学术含量的硕士，旭也练了很多科研基本功，为以后的科研成果大爆发打下了坚实基础。我们小班12人，最终7人直研（其中3人最终选择了直博），3人工作，1人转专业考研，才1人直接出国读研。

    大三大四还有的印象就是网吧终于在学校流行起来，当时生物大班的好些同学痴迷其中，天天红警，基地班数学班的很多同学也是此中高手，彻夜不眠操纵着苏联老坦克消灭敌人……没多久，mud也盛行了一段时间，一堆人靠着14.4k modem的龟速，盯着满屏文字：xxx从东边走过来，yyy在西边捡到了啥宝物，乐此不疲。不过我们生物小班的大部分同学好像都还是乖乖仔，以学业为主，偶尔打牌和玩游戏。

    到了大四下，基本上尘埃落定，各位同学的前途已定，除了在各自实验室忙碌自己的毕业论文外，比较轻松自在。不过生物基地班却多了项任务：学校请来了几位著名的华人教授集中授课，讲授信号转导（傅新元）、发育生物学（X教授）和群体遗传学（吴仲义）等，要求大家必修。于是各位心都散了的同学又在99年5月聚集起来，进行高强度的集中授课，为了让同学们能深入理解，学校还贴心地让刚回国不久的D教授讲授发育生物学基础，可是她的授课实在是让人不知所云，听得云里雾里，幸好此时还有旭，竟然听懂了！而且还归纳总结了！然后旭作为小老师重新帮大家讲解了一遍：所有人都听懂了！旭作为科学家和优秀教师的天赋在那时就展露无遗，就像这两年在看旭的TED视频时，虽然相较那个PhD学生，旭还有些拘谨，但他把整个复杂的科学故事讲得深入浅出，娓娓动人。

    本科毕业前，还有件重要事情，就是五八南斯拉夫导弹危机，当时对我心理上的冲击也不小，但旭是啥反应，实在记不清晰了，在此也不再赘述。

    研究生阶段，同学们又回归南区，不过这次是在最南边的20号楼，因为旭的寝室在5楼，我们几个在2楼，再加上基本上一个实验室一摊人，同学之间的走动少了很多，不过旭作为遗传班的班长，还是经常能见他为同学们忙碌奔波。可能有较深印象的就是他那极其不顺利的毕业季，旭参与筹建了X教授领衔的发育生物学实验室建设，从无到有一件件做起，正当一切顺利之时，不知上层有了啥交流沟通问题，旭被迫离开，然后在短短的两三个月内，在乔老师实验室完成他的硕士毕业论文，那段时间旭可真是通宵达旦，全力以赴。虽说没有好的推荐信，旭还是拿到了很好的offer，最终他选择了较为宁静的贝勒医学院开始了他的PhD生涯，做的依然是模式生物果蝇。


    接下来几年，是同学们交流最少的几年，大家忙于学业、工作和组建各自家庭，生儿育女……期间也略知旭顺利拿到了PhD学位，进入利根川进的超牛MIT实验室开始了他博士后生涯。直到2012年，旭的论文"Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memoryrecall." Nature 484(7394): 381-385发表在《自然》，引起了学术界的轰动，尤其是神经生物学领域，这篇经典论文几乎都是那段时间很多实验室Journal Club的重头戏。没多久，旭就把顶尖的CNS（Cell综述，Nature和Science原创论文）给收集齐全了，旭也终于能安心开始自己寻求教职的生涯了。

    旭的杰出工作在国内也引起了很好反响，2013年，复旦脑院终于请旭回来进行学术交流并作科研进展报告，这应该是2002年出国之后，旭的第二次短期回国，趁此机会，我们生科院也邀请旭这位杰出校友回来看看，也和同学们交流一下科研工作和感悟。我也终于有机会和旭深入地交流了一次，因为正逢国庆假期，生科院的报告安排在了10月8日，之前在脑院的报告据说是整个会场都站满了人，效果非常好。那时候我最想知道的是旭想怎么开始自己的独立科研生涯，那时旭已经在美国各个高校开始了求职巡游，经常会在朋友圈和facebook看到他各种让人羡慕的各地风景和美食照片。我曾侧面问过旭有没有回国的打算，因为自从国家青年千人计划启动后，像他这样的优秀年青科学家在国内也能获得非常好的启动支持，合计500万以上的启动资金，丰厚的安家费和薪酬，以及大量非常聪明的学生，已经能和美国的AP相媲美，甚至超越了很多学校提供的条件，对于很多想过安稳日子的人来说，这是一个很不错的选择，但旭却有更高的目标，对他来说，科研和工作的本质更加纯粹，国内的学术氛围还不能让他满意，虽然在美国可能只是拥有一个相当于国内而言非常小的实验室，并且所有事情都要亲历亲为，但他更乐意这样纯粹的科研环境。

    2014年，旭终于选定了他心目中理想的学校，位处芝加哥的西北大学，其神经生物学系除了有着非常突出的学术成果外，系里的氛围也非常好，老师们在生活上也相互帮助，深入交流，而且从AP晋升为终身教授的比例相当高。于是他愉快的在芝加哥置业，在大雪中驱车千里赶到他的新家，充满希望和愉悦地开始他独立PI的生涯，并在安定后，开始他幸福美满的家庭生活……旭的朋友圈也尽是好友们的祝福和期待。大家都在憧憬着在不远的将来，旭将他在MIT尚未完成的关于记忆的分子生物学研究深入推进，真正为推进人们对大脑的认知做出杰出贡献，在获得拉斯克奖（Lasker Award）之后，捧得诺贝尔的桂冠……

    突然接到一个紧急寻求旭家人联系方式的越洋电话……一切截然而止，事情是那么的突然，让人难以接受，我们敬爱的小班长，将天赋和勤奋完美结合的小班长就这么永远离开了我们，不知道旭脑中这些尚未实现的奇妙设想将会以何种形式实现？

    我们永远怀念你，伟大的科学家！祝福旭家人安好。"

by Zenghui

回想起那些年在一起生活学习的点点滴滴，有些记忆已经模糊了，有些片段却还那么清晰。在我关于刘旭的那几段记忆里，他成熟，稳健，有独立的思想的见解。毕业后，每个人都踏上了不同的生活轨道，不断认识着新的朋友和同事。我不算是个特别好的校友，跟大家的联系零零星星的，也没有一直关心谁现在在什么地方做什么；觉得有个联系方式需要的时候能找到就够了，把以前的同学情谊收藏在心里深处一个安静的地方。

一直到那天（美国）晚上丁滪发的那段消息。

刘旭就这么走了。

我突然意识到，这些年来，我都还不知道刘旭在哪里，他在做什么。在微信里面，和刘旭互加了好友以后，居然还没有来得及说过一句话。他就这么走了。我忍不住开始搜索毕业后这些年里面他在这个世界上留下的痕迹，来填补这段空缺的记忆。

于是，过去的这几天里，刘旭实验组的网页一直开在我的浏览器上。每段视频，每篇介绍他成就的新闻稿，每段对他所获荣誉的介绍，我都认真地看着，并给我周围的人看。逐渐地，我的情绪里从一开始满是失去旧日同窗好友的悲痛，逐渐增加了对我们失去一个如此优秀的科学家，一个获得如此卓越成就的青年才俊的痛心疾首。我的同僚看了刘旭的工作以后，也都表示非常地震惊和惋惜，并叹服于刘旭的成就--这让他们更为此觉得扼腕。 悲痛之余，随着一步步地了解刘旭这些年的成就，我也开始觉得自己逐渐地进入了他的世界--或者更确切地说，是刘旭为我植入了一段关于他的这几年的记忆。而这一切，他竟是在身后也能做到，让我觉得感慨叹服之余，无法不思考一些以前没有认真想过的问题。

我的博士导师（我们组是搞基础物理研究的）以前提起过，“我们死后会留下什么？只有我们的文章。所以我们必须认真对待我们的科研工作，发表（以我们能力能达到的）最好的文章--让我们不会留下任何的后悔，可以安心地让这些文章在我们的身后继续代表着我们。”我那时候虽然不反对他的论点，但是觉得他说得也太夸张了--人都走了，文章还有什么用呢？谁还会挂念着自己生前发的文章呢？导师无非是用这个例子激励鞭策我们在科研工作和文章发表中要精益求精，做到极致罢了。

可现在，刘旭用他的故事告诉我，我想得太浅了。我的导师是对的。通过学习、熟悉刘旭这些年的工作，我突然觉得仿佛这些年我都还和他有着联系，知道他在忙什么，知道他在关心什么，追求什么。看着他的Ted talk，我觉得仿佛他就在我面前，一如既往地成熟稳健，还多了几分把握全局成竹在胸的大气。在他留给世人的工作成就里，刘旭的形象一直是鲜活的。他的智慧，他的精神，由着这些强有力的载体，一直都会留在这个世间，并且不断地植入人们的记忆里--无论是认识他的还是不认识他的人的--无法被抹去。

也许有人觉得，人生远远不止工作，生活还有很多很多的重要方面，比如家庭，朋友，同事.....这一点都不错。除了科学家，工程师，分析师，经济师.....我们还同时是儿子，女儿，丈夫，妻子，父母.....还有着同学圈，朋友圈，以及各种各样的社交圈。然而，以这些身份记住我们的人，毕竟是有限的。我们今天都在以同窗好友的身份缅怀刘旭，但是大学时候的那些记忆已经悄悄地淡去了--也不会再有人帮我们重新植入了。在我们这代人逐渐老去以后，还有谁会以亲人、朋友的身份记得刘旭呢？是我们的子女吗？还是刘旭家里的小辈们？这样的记忆，只会渐渐地淡却，被时间一点点地从我们的意识中抹除；这样的记忆，只会和我们这辈人一起，慢慢地被掩埋。

而不会被掩埋的，是刘旭那些闪光的工作成就--他们会被写进教科书里，让我们以及我们的后辈世世代代受益并且记住，这些伟大的发现和发明，是从一个叫刘旭的中国科学家开始的。刘旭的成就，是他最好的，最不朽的铭文；刘旭的成就，其影响绝不止于他所在的时代；刘旭的成就，是他给整个人类文明植入的--抹除不去的--记忆。

一只老鼠的盗梦空间 2014-11-06刘旭 奴隶社会 
 

引子 (一诺)：科幻往往是打开人类最疯狂的想象，描绘出一个或壮丽、或美好、或可怕的未来，激励我们，警示我们。然后科普就被赋予了不可能完成的任务，再教育民众哪些想象是可能的，哪些则过于疯狂，不但不靠谱，也不必杞人忧天。《盗梦空间》等一系列美国好莱坞电影中都有神奇的记忆操作情节，仿佛记忆就如同数据，我们的大脑如同硬盘，未来也许有一天，我们就可以对记忆进行复制和删除，就像今天拷贝删除文件这样稀松平常。这个想象到底是否可能变成现实？说实话，我们不知道，但是读完下面这篇文章，也许你会有自己的判断。

赞一下刘旭，无论是在科学领域，商业领域，还是其它任何领域，敢于冒险的人都是极少数。刘旭敢于在博士毕业以后加入诺贝尔奖获得者利根川进 (Susumu Tonegawa) 的实验室并启动这样一个风险极大的项目，本身的勇气令人钦佩。不过物以类聚，人以群分，他的导师利根本人早年进行免疫学研究并获得诺奖以后，开始用分子生物学手段来研究神经生物学，开创了一个全新的领域，终成神经科学泰斗。

刘旭是复旦生物系95级本科毕业，在我们这一辈人里是科研做得特别出色的。 他最近的研究成果在美国被主流媒体广泛报道，在下面文章末尾点击阅读原文还可以看他给的 TED talk。
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科学研究，就是揭示看似简单事实的复杂性。比如说有两个毫无争议的简单事实：我们每个都有大脑，我们每个人都有记忆，把它们掺合在一起，就产生了一个无比复杂的问题：记忆是如何储存在大脑里的？

上个世纪二十年代，美国著名心理学家Lashley就试图找到记忆在大脑中的位置。他做了这样一个试验：先训练老鼠记住如何在一个迷宫里找到吃的，然后损伤大脑的不同部位，看哪个会影响记忆，就说明记忆储存在那里。想的挺好，结果却颇令人失望。他发现记忆的缺陷程度与脑损伤的具体部位无关，而只和损伤的大小有关。于是他得出结论，记忆不是储存在特定部位，而是弥散在大脑里的（1）。

这个结论在今天看来是错误的，因为Lashley选择的这个试验其实是个很复杂的行为，需要用到大脑到许多不同功能区域，比如视觉，嗅觉，触觉，运动等等，所以他观测到到缺陷并不是记忆本身。这让我不禁想到一个笑话，说科学家把蜘蛛放在鼓上，一敲鼓，蜘蛛就爬走了。每去掉一条腿，蜘蛛就爬得慢一些，最终一条腿都不剩的蜘蛛就算再怎么敲鼓都不会爬了，于是他们得出结论：蜘蛛的耳朵长在腿上！

相比之下，同一时期加拿大神经外科学家Penfield的运气就好些。他在替癫痫病人做开颅手术时，试着用电极刺激大脑的不同区域，寻找病变位置。结果他意外的发现，当他刺激到大脑颞叶（差不多就是正对着两边耳朵的区域）时，许多患者会情不自禁的产生回忆，想起以前发生过的事情。于是他得出结论记忆很可能是储存在颞叶的某处（2）。

对于记忆更深入的了解来自于一个著名的病例：患者HM。由于严重癫痫，医生不得不手术切除他双侧颞叶的海马脑区。癫痫是好了，新的问题出现了：这个病人从此无法形成新的记忆，刚见过的人，几分钟就不记得了（3）。由此人们得出结论，颞叶的海马区对记忆至关重要。HM于2008年去世，他捐献了自己的大脑，继续为科研做贡献。您瞧瞧，人家这才是真正的死而后已啊！

海马区看来是记忆的所在，但在海马区，不同的记忆是如何分布的？它们到底是「独居」还是「混居」在不同脑细胞里的呢？加州大学Fried实验室发现，不同的记忆是由海马区不同的细胞或细胞群储存的。他们对开颅病人们海马区域的细胞进行了单个的「窃听」。他们发现当给病人展示一系列知名人物的照片时，有些特定的细胞会对特定的人物有反应。更神奇的是，对某一个人物有反应的脑细胞，比如哈利贝瑞，会对所有她对照片，她演过电影的海报（比如《猫女》），甚至简单的字符串「哈里贝瑞」（当然是英文啦）都有反应（4）。这说明关于哈里贝瑞的记忆就是储存在这些细胞里的。所以不同的记忆是在不同的细胞里的。

以上这些发现，都表明特定记忆很可能是存在于特定脑细胞中的，但这些都不是最直接的证据。最直接的证据是，如果你能在一个记忆形成时用某种方法「标记」上与之相关的细胞，然后如果每次你人为的「唤醒」这些细胞，这个记忆能够能够重现于个体的脑海中，那么这才真正算是找到并控制了这个记忆。

经过多年的尝试，我们终于成功的找到和某个记忆相关的脑细胞，并且实现了通过操纵这些细胞来控制记忆的梦想。但是在您从想象黑客帝国现实版的路上迈出第一小步之前，我先得给您泼一小瓢凉水：我们这只是在动物模型中做到了，离用在人身上还有遥远得距离。如果您还没被我这瓢凉水浇走，那我就给您讲讲我们是怎么做的吧。

要操纵一个记忆，其实说白了就两步：首先你找到和这个记忆有关的脑细胞，给它们安上「开关」， 然后你就通过这开关随时打开和关上这个记忆 。基本原理呢是这样的：当脑细胞活跃时，这些细胞里的有些基因就会被打开。通过分子生物学手段，我们可以让特殊的「标记」分子模仿这些基因。这样当一个记忆形成时，相关的细胞也会被标记上。而我们采用的这些「标记」本身又具备光敏开关的功能，所以只要一有光照，被标记的细胞就会被激活，从而唤醒这个沉睡的记忆。

我们在小鼠中进行了测试。我们给小鼠脑内注入了这个开关分子，并给它们开了「外挂」：植入光导纤维来控制有标记的脑细胞。我们在一个房间里通过轻微电刺激让小鼠对这个房间形成恐惧记忆，并标记上了这些脑细胞，然后把它们请进另一间完全不同的房间。起初它们还是悠然自得的到处乱跑，一旦当我们打开激光，照射这些标记的细胞时，它们忽然就莫名惊恐，害怕得缩在角落，一动不动（5），因为光激活了标记的细胞，让它们回忆起了那个恐惧的记忆。虽然这是我们朝思暮想的结果，但当它活生生的出现在我们面前的时候，我和我的小伙伴们还是被惊呆了。这也算是第一次可以指哪儿打哪儿，有选择的控制一个指定的记忆吧。

题图：笔者 Liu 和他的合作者 Ramirez，2014 年美国创新奖获得者 (2014 American Ingenuity Award)，来自 Smithsonian 专访文章：http://www.smithsonianmag.com/innovation/meet-two-scientists-who-implanted-false-memory-mouse-180953045/?all

参考文献：

1、Lashley K. In search of the engram. Symp Soc Exp Biol 1950;4:454-82.
2、Penfield, W. Memory Mechanisms. AMA Archives of Neurology and Psychiatry 67(1952): 178-198.
3、Scoville, W.B., and Milner, B. (1957). Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions. J Neurol Neurosurg Psychiatry 20, 11-21.
4、Quiroga, R.Q., Reddy, L., Kreiman, G., Koch, C., and Fried, I. (2005). Invariant visual representation by single neurons in the human brain. Nature 435, 1102-1107.
5、Liu, X., Ramirez, S., Pang, P.T., Puyear, C.B., Govindarajan, A., Deisseroth, K. and Tonegawa, S. (2012). Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall. Nature 484:381–385.

                                                           小记黄石
此次黄石之行，经历颇多。

安康，天宏和我，3人加起来，驾龄还不满一年。我们轮流开着一辆15人的大车行驶于蜿蜒曲折的山路之上，现在想想还有些后怕。好在车里的乘客们一点也不慌，谈笑风生，据说是因为大家认为司机们不担心，自己就不必担心。其实我们司机们想的则是，只要乘客们不紧张，我们就故作镇定，小车不倒继续推……

在外面野营，遇上大雪，8个人挤在一个帐篷里。第二天一早，发现积雪化成水，渗入帐篷，然后又结成了冰，连盖在最上面的睡袋也刮上了霜。大家都安然无恙，真是不可思议。 团结就是力量，团结就是温暖！

我们自己在湖中心开船，正在兴头上，螺旋桨却被暗礁击碎。回头再看大家在照片里的表情，真是180度的转变。与岸上又失去了联系，孤独无助。幸好凭着仅存的半叶螺旋桨残片，挣扎着回到了岸边。赔了150刀，颇有些心痛，不过倒是发现“螺旋桨”是个用起来很方便的计价单位。

最后一夜，在盐湖城U of Utah找到了唯一没有关门的通宵教室，彻夜打牌。遇见保安，得知我们是从Baylor来的后，还以为我们在通宵进行小组讨论，连声说“Cool”，想来也挺搞笑。幸好当时还没来得及把牌拿到桌面上。

这样美好的回忆，相信大家都会珍藏。

旭

2003-5-28