記憶操控

前言  關於某個記憶的記憶

2011年5月26日的波士頓，可能是個晴朗的日子，正適合在查爾斯河畔來趟輕快的慢跑。也可能天氣陰沉，適合來杯啤酒，在哈佛廣場看場電影。也有可能，如果波士頓紅襪隊正好回來城裡，會是個看棒球的好日子。但我沒辦法明確告訴你是哪一種情形。我沒辦法說自己那天的早餐、午餐或晚餐吃了什麼。沒辦法告訴你我打了電話給誰、讀了什麼新聞、聽了什麼音樂。有一些細節我實在記不得了，而這是因為，我仰賴的是我的記憶。

但不知怎麼的，我卻記得那天下午自己在麻省理工學院的腦與認知科學館，身處於一間沒有窗戶的黑暗房間，把手掌上一隻黑色的小鼠放入一個牛奶盒大小、帶有杏仁氣味的箱子裡。箱中有白色的地板、透明的牆壁，頭頂上還裝設著攝影機。

這隻小鼠開始四處嗅聞。牠對這個箱子並不陌生，畢竟昨天才探索過同樣的空間。事實上，牠在這個箱子裡的第一次探訪沒發生什麼重大事件，這件事很重要，表示這隻小鼠沒有理由對這次探訪感到恐懼。我和實驗室夥伴劉旭一同記錄牠的行為時，牠仍能安心的如常行動。

十天之前，我看著旭麻醉同一隻小鼠。我們兩人對自己經手的實驗小鼠都懷有類似的情感：對於牠們能夠揭露生物學事實，我們尊敬以對，對於牠們的生命經驗，我們無比關心。旭看待這份關係尤為嚴肅。那天，當他小心翼翼把兩個筒狀玻璃放入小鼠顱骨頂部的小孔時，看得出來，這個過程對他是何等重要。這種玻璃小筒的直徑如同較細的吸管，長度比小指指甲稍短，有點像迷你手電筒般，可以把光集中引導至玻璃筒所在的腦中特定位置，例如當時的位置是小鼠的海馬迴（hippocampus）。不過，為什麼我們想把光送進小鼠的海馬迴？做為實驗的一部分，我們已經透過一種稱為光遺傳學（optogenetics）的手法，對這隻小鼠動過遺傳學的手腳。簡單說，光遺傳學所做的，是先製作出一些特殊的DNA，這些DNA能使細胞對光變得敏感，然後把這些DNA送入腦中特定的細胞裡。一旦這些腦細胞變得對光敏感，研究人員就可以利用光來啟動或關閉這些腦細胞，就像擁有這些腦細胞的開關。我和旭的計畫，是把集中的光束直接送到海馬迴中對光敏感的細胞，讓這些細胞啟動。我們的假設是，這些特定的海馬迴細胞裡含有一個記憶。

根據我們對腦部運作機制的了解，我和旭有充分理由相信，海馬迴就像心智的時光機：當小鼠回想通往廚房儲藏室裡美味碎屑的最短路徑，或者我們人類回想自己的初吻、第一次聽到自己的寶寶發出小小的嘰咕聲，或是上週五晚餐的美味牛排薯條時，海馬迴都會活躍起來。海馬迴含有數以百萬計的腦細胞，把空間和時間劃分為我們個人經驗過的一個個事件。簡言之，海馬迴在記憶處理上占有關鍵地位，在小鼠和人類身上都是。它將我們瞬間傳送到過去，再次經歷當時的體驗。

……

那天在實驗室，我和旭的小鼠正在牠的箱子裡匆匆走動時，我和旭設想的問題是：如果我們激發腦的特定部位，是否能夠「開啟」位在那裡的某個記憶？

基本上，我們是在測試一個一百多年前由德國動物學家塞蒙（Richard Semon）首先提出的假說。塞蒙認為，記憶是某種留存在腦中的生理銘刻或痕跡，就好像記憶之河在腦神經構成的河床上流動時，會挖蝕出測量得到的溝紋。聰明的讀者如果有興趣的話，這種記憶銘刻有個正式名稱，由塞蒙本人提出，叫做記憶痕跡（engram）。

記憶痕跡是記憶神經科學的聖杯，被視為釋放腦中那具心智時光機之力量的關鍵。塞蒙充滿先見之明的想法告訴我們，一旦找到記憶痕跡，便可能找到對記憶進行逆向工程的方法，最終並能控制記憶。

我和旭習慣把記憶研究人員稱為腦的修車手，他們能把兩耳之間這團肉做的機械，一次一小塊的拆解，以了解每一小塊負責的任務，並了解每一小塊如何使我們順暢進行心智時光旅行。他說：「如果能破壞再重建，就能了解它。」

到2011年之際，記憶研究者做到的正是如此。他們已經發現「消除」記憶是可行的，這就是「破壞」。既然科學家有能力找到記憶並加以破壞，我們何不試試找到記憶並重新啟動？透過破壞，使某些事情不再發生，可以讓我們知道它的運作方式。於是我和旭推想：如果能夠以人為方式喚起一個記憶，也就是使它再次發生，我們就能夠使心智時光機再度啟動⋯⋯甚至可以隨我們所願，一次又一次的啟動。

我們一開始的目標，出發點其實說來不太科學：闖入腦中、啟動裡面的時光機。在實驗室裡，我們為這個計畫取了一個名字：X計畫，有種神祕又厲害的氣息。聽起來很科幻，也正是讓我們著迷之處。「啟動」記憶？這可是非常《攔截記憶碼》（Total  Recall），還摻有一點《全面啟動》（Inception）的味道。我們彷彿變回孩子，而實驗室就是我們的遊樂場。有時候，某個實驗的點子感覺上就是「太重要又太酷了，非做不可」。

我們認為啟動帶有某個記憶的細胞，會在腦中引起骨牌效應，最後使那個記憶被回想起來。畢竟，外在世界的刺激本來就一直對我們產生同樣的作用：在麵包店外聞到楓糖培根甜甜圈的香氣，可能讓你想起上次破戒偷吃甜食；商場裡某件格外難看的上衣，可能讓你想起和家人一起辦的超醜聖誕毛衣派對；龍舌蘭酒的氣味，可能提醒你某次借酒澆愁，第二天早上卻愁更愁的經驗。這些畫面、聲音和氣味迫使我們重新經歷過去，使得記憶痕跡再次復活。

我們只是想要繞過那些外在刺激。

假設我和旭真的成功啟動一個記憶。接下來呢？這類科學研究有個核心目標，就是找出腦如何運作的基本原理，並進一步利用這些原理來幫助人。我們研究的最大野心，包括運用我們對記憶機制的最新了解來治療腦的病症。我們懷想有朝一日或許能壓抑不好的記憶，使人不再被創傷後壓力症候群（PTSD）拖垮，或可降低令人難以招架的極端焦慮，防止恐慌發作。如果可用人為方式啟動記憶，我們不僅可以視記憶為腦的自然產物，還可以視記憶為腦內免除受苦的潛在解藥。可能性無可限量：或許我們可以啟動正面記憶來遏止憂鬱症狀，或許可以取回阿茲海默症奪走的記憶，又或許我們可以銘刻全新的記憶，使認知能力提升？所有的可能全都仰賴一件事：記憶操控。這就在我和旭唾手可及之處。

因為這個領域已經有眾多進展，我們認為腦的維修店並非那麼遙不可及。

……

在本書中，我會帶領你走過我的科學旅程與個人旅程，幫助你認識記憶操控這門新科學。這趟旅程的故事在此前言中已經開始，也就是我和旭的突破：我們以人為方式啟動了一隻小鼠腦中的記憶。從許多方面而言，這個實驗及我們的友誼，的確是啟動我職業生涯的重要突破，並推動著我進入生命的新章節。但就像所有故事一樣，這個故事有更為深遠的根源，背景故事並不是從我開始，也不是從旭開始；我們的記憶操控研究的基礎，有賴於當代神經科學的勝利，本書第一部將加以探索。

二十一世紀的神經科學已經成功追蹤記憶存在之處（第一章），並能夠測量記憶如何隨著時間改變（第二章）。這些成果讓神經科學家得以消除和啟動各式各樣的記憶（第三章），也能夠製造和植入偽記憶（第四章），這些成果帶來了不起的臨床應用（第五章）。我們將跟隨一些卓越科學家的腳步，是他們的研究把我們帶到記憶研究的最前沿。我們將探尋他們的突破，對於記憶如何運作建立最新認識，並了解我們如何開始以人為方式改變記憶，以提升生理層面的福祉。因而，本書第一部的目標，是為記憶和記憶操控提供一個以神經科學為基礎的框架。

第二部將探討人為控制記憶如何改變我們對「記憶目的」的了解，以及記憶如何貫穿我們的生命。記憶透過夢和想像來建立我們的未來（第六章），也形塑著我們存在的整體感覺，給予我們自我認同的身分（第七章）。操控記憶擁有改變生命的力量：我們將探看記憶操控的希望與風險，透過前瞻思考，讓我們一路的追尋在第八章作結。第二部的目標，是描繪記憶與人如何相互交纏，讓我們對記憶這個使生命與自我感受成為可能的事物，產生深刻的體會與欣賞。

我對記憶操控的追尋是科學的，也是個人的。在每一章，我都會揉入一些自己生命中最珍貴的記憶，包括實驗室內與實驗室外的。這些個人故事是為了從科學研究者的角度，呈現科學研究是如何運作。在每項科學發現裡都有「人」這個要素，只是有時受到忽略，或完全不曾被提起。正如我和旭的記憶操控研究，是奠基於我們之前的神經科學之上，我自己做為科學家的旅程，也是我個人過去的產物，其中包含了我自己的記憶，以及比我更早的記憶。在我出生之前多年，我的父母和兄姊為了逃避內戰，從薩爾瓦多來到美國；他們的記憶和他們對我的愛，形成了我做為一名科學家的基礎。

這一路上我努力掙扎，和所有人一樣，但我也經歷了真實友誼帶來的喜悅，以及讓父母自豪的滿足感，兩者都為我的工作注入意義。我親身感受到記憶如何活得比我們更久，以及當我們所愛之人變成回憶時，又是如何令人心碎。然而記憶的脈搏繼續跳動，比起最初儲存記憶的腦的生理壽命，要更長上許多。

我對記憶操控的追尋始於一份友誼。旭和我屬於彼此。事實上，我們所有人都擁有彼此的記憶痕跡，不管是在世之人的記憶痕跡，或是比已逝之人留得更久的記憶痕跡。本書是我了解這些記憶痕跡的嘗試：回憶的微小片段、短暫的片刻時光、我們所做的決定、失去的記憶、想像的情景，還有夢。腦所做的這一切，把生命歷程轉變為過去，我們也因此得到療癒，再次變得完整。這本書是旭留在我腦中的記憶痕跡，也是我的記憶痕跡如何比他活得更久的故事。

麻省理工學院神經科學博士，師承諾貝爾生醫獎得主利根川進，現任教於波士頓大學心理與腦科學系，為神經科學領域備受矚目的新星。致力於記憶操控研究，目標是透過記憶的改寫或消除，提供創傷、憂鬱和阿茲海默等疾病全新的治療方向。

榮獲多項新銳大獎：

入選《富比士》雜誌「30歲以下傑出青年」（Forbes 30 Under 30）

入選《麻省理工科技評論》「35歲以下創新者」（35 Innovators Under 35 , TR35）

入選國家地理學會「新銳探險家」（National Geographic Emerging Explorer）

榮獲美國史密森尼學會「美國創新獎」（Smithsonian American Ingenuity Award）

榮獲美國白宮頒發「青年科學家和工程師總統獎」（PECASE）

曾於TED發表演說，並獲CNN、NPR、BBC、The New York Times、National Geographic、Wired、Forbes、The Guardian、The Economist、Nature等知名媒體報導。

台灣大學昆蟲學碩士，英國薩塞克斯大學電腦與認知科學的哲學學程研讀，英國布萊頓大學藝術與傳達博士候選人。科普翻譯經驗逾十六年，深受各式跨領域的研究與溝通所吸引，視翻譯為促進跨界溝通的有效途徑。

近期譯作有《火星時代》、《國家地理圖解太空》，短篇譯作亦常見於《科學人》雜誌及《國家地理特刊》。翻譯《為什麼要睡覺？》期間親身奉行作者提出的睡眠建議，受益匪淺，希望本書有助更多人享受睡眠的好處。