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北京基因组研究所承担了973、科技攻关、863、自然科学基金和院知识创新工程等国家和中国科学院的重大科研任务,取得了令人瞩目的成就,如参与完成了国际人类基因组单体型图计划,独立完成了“中国超级杂交水稻基因组计划”、家蚕基因组计划及家鸡基因多态性图谱等一系列重大科学项目,率先在国内完成SARS病毒的基因组测序及诊断试剂研制等。基因组学对生物医学、农学、药学、环境科学的影响将会极为深远。北京基因组研究所也将在这样一个大背景下发挥更大的作用,争取成为一个世界著名的研究机构并作为国际基因组学的领导者。

生命灵魂——记忆

基因王国
2010年11月25日
从我们来到这个世界开始咿呀学语、蹒跚学步,到白发苍苍追忆往昔……每天,我们所经历的所见、所闻、所思、所想,哪怕生活的点滴琐事,总能在我们的脑海中留下记忆的痕迹。这个叫“记忆”的东西,连接着我们的过去、现在和将来,奠定了我们在这个世界上生存的基础。翻看《辞海》中对“记忆”一词的解释——“人脑对经验过的事物的识记、保持、再现或再认”,答案即简单,又深奥,甚至是难以参透。&试问,我们为什么会有记忆呢?大脑又是如何产生记忆的?看似一个简单的问题,我想却很少有人能说明白。在科技高速发展的今天,这依然是一个悬而未决的问题。从认知心理学,神经细胞生物学到基因组学,各个学科都试图从不同的角度来揭开解人类“记忆”的奥秘。&?1、认知心理学对记忆的认识&从认知心理学来看,记忆不是一个单一的东西,存在着短时记忆和长时记忆两种不同的记忆,它们彼此独立而又互相联系,形成一个统一的记忆系统。长时记忆是一个信息库,可以长期贮存大量信息,因而又称永久记忆。外部信息经过感觉通道先进入短时记忆。它是信息进入长时记忆中可短暂地保持,利用默默地重复即复述可避免迅速遗忘。在没有复述的条件下,信息在短时记忆中可短暂保持(约15—30S),但只要复述在进行,信息即可随着复述而一直保持,并且还可通过复述而进入长时记忆。简单说来就是重复可以使得短暂的记忆成为长久的记忆,也就成为了我们日后可以回忆起来的记忆,而不仅仅是一个瞬间的过程。&2、记忆藏在哪儿&无论是短时记忆还是长时记忆,它们都存在哪儿呢?早在上个世纪50年代,科学家就已经注意到大脑海马区与记忆间的关系,但却一直无法把记忆与海马区间的神经活动相连结。后来,纽约大学研究人员利用电极对猴子大脑神经活动进行了监控,之后,哈佛大学研究人员研发出的“动力评估演算系统”分析记录下来的行为与神经信息。&?在研究进行的过程中,研究人员每天让猴子观看由四个类似物重叠的复杂影像。当猴子从试误学习中知道各影像的位置时,就可以得到报偿。与此同时,研究人员观察猴子海马体内神经元的活动情形,结果他们发现有的细胞神经活动的改变曲线与猴子学习的曲线平行。这表示这些神经元与新的联想记忆形成有关。而由于这些神经活动在猴子停止学习后仍然有持续进行的现象,因此,研究人员推测其中的部分细胞,应该与长期记忆的形成有关。有些人的海马体受伤后就会出现失去部分或全部记忆的状况。这全取决于伤害的严重性,也就是海马体是部分失去作用还是彻底失去作用了。&? 3、神经细胞之间的对话&既然记忆藏在海马体中,那神经细胞之间的信息又通过什么来传递呢?根据科学研究表明,记忆是两个相邻神经细胞之间突触联系加强的结果。一个神经细胞要与邻近的另一个神经细胞“对话”,必须发出能够通过突触间隙的信号,这是什么信号呢?&最开始,Grundfest以及一些著名的神经生理学家一直坚持认为是两个神经细胞之间的突触间隙的电信号,这种假想一直到20世纪中叶才被证实是错误的,真正起到信号连接作用的是化学递质。比如在海马环路中就有丰富的乙酰胆碱递质,它的活动可促进第一级记忆的保持,并促使第一级记忆转入第二级记忆。&4、记忆基因能否化解悬疑&科学家以前设想,记忆是一种分子物质,像基因的信息藏在DNA序列当中。但是科学家在大脑里找来找去找不到,不管是DNA、RNA、蛋白质,都不能代表一个人的脸或鼻子。1999年,美国波士顿大学钱卓教授通过把复制的老鼠NR2B基因植入老鼠胚胎,提高了老鼠的学习与记忆能力,培育出“聪明鼠”,证明NR2B基因是控制大脑学习和记忆的“开关”。2001年,美国新泽西医科和牙科大学的一个研究小组说,他们发现了关键的记忆基因RAB3A,这个基因使大脑中记忆神经细胞之间的交流更加畅通,记忆神经细胞之间的交流可以用电脉冲测量,而大脑海马区神经细胞之间的电活动对于短期记忆和长期记忆是至关重要的。在有RAB3A基因存在的情况下,神经细胞之间交流产生的激素神经营养因子增加了2到3倍,而没有记忆基因的时候激素水平则不发生变化。日本岐阜药科大学与其他机构研究人员组成的联合研究小组近日也发现了与记忆和认知机能有关的新基因。研究小组着重研究了编码合成甘油二酯激酶 的基因,这种基因大量存在于与记忆和学习相关的大脑海马体中。研究人员培养出不含这种基因的实验鼠,结果发现实验鼠的脑神经细胞出现异常,记忆也出现障碍。&但是,基因表达成蛋白后,极少单一的起作用,这里面还有很多未知的基因和分子对记忆存在着影响,而且有关记忆是如何在大脑神经元的网络结构上贮存信息,形成记忆,并在此后提取记忆中的这些信息进行表达也是科学家们将来研究的重点。&等到揭开记忆的谜题之后,除了解决老年记忆衰退等老年痴呆症等问题,是否还可以让我们去选择记住那些美好的,幸福的记忆,把痛苦的,伤心的回忆给去除呢,让我们拭目以待吧……