Миша. Промінь лазера. Маніпулювання спогадами.

Чи можемо ми змінити зміст наших спогадів? Це питання з відтінком наукової фантастики, на яке відповідають Стів Рамірез і Лю Сю у своїй лабораторії Масcачусетського технологічного інституту. По суті, дія пари лазерних променів на мозок живої мишки знадобилась для активації її спогадів і маніпуляції ними. У цій несподівано вражаючій бесіді вони розповідають не лише як, а й чому вони це зробили. (Знято на Filmed at TEDxBoston)

Стів Рамірез: Мій перший рік навчання в аспірантурі

я провів, не виходячи зі спальні,

поїдаючи Бен-Джеріз,

дивлячись якусь маячню по ТБ

і можливо, можливо слухаючи Тейлор Свіфт.

Я тільки-но розстався з дівчиною.

(Сміх)

Тож, досить довгий час

я згадував її знову і знову,

прагнучи будь-що позбутися цього неприємного

болісного відчуття.

Вийшло так, що я став неврологом,

і тепер я знаю, що спогадами про ту людину і

жахливим емоційним станом, що їх супроводжував,

у значній мірі я завдячую різним системам мозку.

Тож я подумав, а що як зазирнути до мозку,

та прибрати це нудотне відчуття,

а спогади про людину залишити.

Це потім я зрозумів, що зараз це зробити не вийде.

Можна зазирнути до мозку і

просто знайти окремий спогад для початку.

Може ми зможемо повернути його до життя,

або навіть пограти з його змістом?

Усе що можу сказати, я дуже сподіваюсь,

що одна людина у світі не почує цієї розмови.

(Сміх)

Але ось у чому справа.

Ці ідеї можливо нагадають вам "Згадати все",

"Вічне сяяння чистого розуму"

або "Початок".

Але кінозірки, з якими ми працюємо,

є лабораторними знаменитостями.

Лю Сю: Піддослідні мишки.

(Сміх)

Як неврологи, ми працюємо з мишами,

намагаючись зрозуміти, як працює пам'ять.

І сьогодні ми сподіваємось переконати вас, що ми можемо

активувати спогади

зі швидкістю світла.

Для цього необхідно зробити лише два кроки.

Спершу треба знайти і позначити один зі спогадів у мозку,

а потім просто його увімкнути.

Отак просто.

(Сміх)

СР: Він вас переконав?

Та виявилось, що знайти саме той спогад у мозку не так-то просто.

ЛС: Атож. Це значно складніше, ніж, скажімо,

знайти голку у скирті сіна,

бо, ти принаймні знаєш, що голка це щось,

її можна фізично узяти.

Спогад же не вийде.

До того ж, у мозку значно більше клітин,

ніж соломинок у звичайній скирті.

Тож завданнячко й справді важкувате.

Та на щастя, сам мозок грає на нашому боці.

Виявляється, усе що нам треба зробити, це по суті

дозволити мозку сформувати спогад,

а далі він сам нам підкаже, які клітини задіяні

у цій конкретній ситуації.

СР: Тож, що ж відбувалося у моєму мозку,

коли я згадував свою колишню.

Якби ви на одну єдину секунду забули про людську етику,

і просто зараз зазирнули до мого мозку,

ви б побачили неймовірну кількість

частинок у стані активності, при відтворенні цього спогаду.

Одна з частин мозку, що була б особливо активною,

а саме гіпокампус,

десятиліттями залучалася до процесу обробки

найближчих і найдорожчих спогадів,

що робить її ідеальною ціллю

для спроб і пошуків і можливо реактивації памяті.

ЛС: При наближеному дослідженні гіпокампусу,

ви звичайно побачите велику кількість клітин,

але ви також матимете можливість дізнатися, які з них

залучені при відтворенні конкретного спогаду,

адже у стані активності,

як, наприклад, при формуванні спогаду,

залишається такий собі відбиток, що дає нам змогу зрозуміти,

яка з клітин нещодавно була активною.

СР: Тобто, так як світло у будинку вночі

дає знати, що хтось напевне там працює,

за цим же принципом біологічні сенсори

всередині комірки вмикаються

лише під час роботи.

Спеціальний різновид біологічних віконець загоряються,

даючи нам знати про активність клітини.

ЛС: Тож ми з'єднали частину сенсорів

і прикріпили до вимикача, щоб контролювати клітини,

вимикач помістили у розроблений для цього вірус,

який і був занурений до мізків мишок.

Тож коли б не формувався спогад,

будь-яка активна комірка що йому відповідає,

буде мати вмонтований вимикач.

СР: І ось як виглядає гіпокампус

після, наприклад, страшного спогаду.

Море блакиті, яке ви тут бачите,

це щільно спаковані клітини мозку,

що ж до зелених клітин,

то це ті, які зберігають

цей конкретний страшний спогад.

Отже, ви зараз дивитесь на закристалізовану

миттєву формацію страху.

Ви фактично споглядаєте поперечний зріз пам'яті просто зараз.

ЛС: Що ж до вимикача, про який йшла мова,

в ідеальних умовах він має діяти дійсно швидко.

Мова не йде про хвилини чи години.

Він має діяти зі швидкістю думки, в мілісекунди.

СР: Отже Сю, як ти думаєш?

Чи можемо ми використовувати, скажімо, наркотичні засоби

для пришвидшення, чи, навпаки, сповільнення роботи клітин мозку?

ЛС: Ні! Наркотики це досить брудно. Вони поширюються всюди.

До того ж вони постійно діятимуть на клітини.

Отже ми не матимемо змоги контролювати пам'ять у реальному часі.

Стіве, а якщо структурувати мозок за допомогою електрики.

СР: Так, електрика досить швидка,

та ми навряд чи зможемо спрямувати її

на конкретну ділянку, що містить спогад,

не підсмаживши увесь мозок.

ЛС: Здається, ти правий. Дуже схоже на те.

Нам дійсно треба пошукати кращий спосіб впливу

на мозок зі швидкістю світла.

СР: Виявляється, що саме світло рухається зі швидкістю світла.

Тож, може ми могли б активувати чи згасити спогад,

використовуючи лише світло.

ЛС: Так, це досить швидко.

СР: і зважаючи на те, що звичайні клітини мозку не

реагують на пульсації світла,

тож ті, які проявлять реакцію,

і будуть частинками зі світлочутливим вимикачем.

Та спершу треба зробити так, щоб клітинки мозку

відреагували на промінь лазера.

ЛС: Так, вам не почулося.

Ми намагаємось влучити лазером у мозок.

(Сміх)

Технологія, яка дозволить нам це зробити, називається оптогенетика.

Оптогенетика дала нам цей регулятор світла під назвою "канальний родопсин",

за допомогою якого ми маємо змогу

вмикати і вимикати клітини мозку.

Ось тут він має вигляд зелених точок, прикріплених до клітин мозку.

Тож можете вважати канальний родопсин таким собі світлочутливим регулятором,

що може вживлюватись до клітин мозку,

і за його допомогою ми зараз можемо

активувати чи навпаки знизити активність мозкової клітини одним порухом,

цього разу за допомогою пульсації світла.

ЛС: Отож приєднуємо цей світлочутливий регулятор

до сенсора, про який вже йшла мова,

і вживлюємо його у мозок.

Коли б не формувався спогад,

будь-яка активна клітина, що йому відповідає,

також матиме встановлений світлочутливий регулятор,

тож ми зможемо контролювати ці частинки

одним лише порухом лазера.

СР: Спробуймо.

Візьмемо наших мишок,

розмістимо їх у ящику, що виглядає так само, як оцей

і легенько вдаримо ногою,

щоб сформувати у них страшний спогад про цей ящик.

Вони запам'ятають, що тут трапилось щось лихе.

Відповідно до нашої системи, лише клітини гіпокампусу, які активно

беруть участь у створенні цього спогаду,

міститимуть у собі канальний родопсин.

ЛС: Коли ви маленькі, як мишка,

здається весь світ намагається вас зловити.

Тож найкращий спосіб самозахисту -

намагатися залишитись непоміченим.

У будь-якому місці, відчуваючи страх, миша

демонструє досить типову поведінку,

залишаючись в одному з кутків ящика,

вона намагається не ворушитися жодною частинкою тіла

і ця поза називається "заціпеніння".

Отже, якщо мишка пам'ятає, що у цьому ящику сталося щось лихе,

то після того, як ми знову помістимо її у той самий ящик,

вона, як правило, заціпеніє,

бо не захоче бути поміченою

однією з потенційних загроз.

СР: Щоб зрозуміти, чим для нас є заціпеніння,

уявіть, що ви крокуєте вулицею, заглибившись у власні думки,

і раптом, практично нізвідки, наштовхуєтесь

на свою "колишню" чи "колишнього",

і протягом двох жахливих секунд,

панічно проминають думки "Що мені робити?", "Казати "Привіт"?

"Потиснути руку?", "Може розвернутися і бігти геть?"

"Краще присісти і зробити вигляд, що мене немає".

Такі думки, промайнувши у голові, роблять вас фізично безпорадним,

на короткий проміжок часу надають безглуздо-переляканого вигляду.

СЛ: Та якщо помістити мишку у зовсім іншу коробку,

таку як ось ця,

вона не відчуватиме страху,

не матиме причини боятися цього нового середовища.

Але що ж станеться, якщо ми помістимо мишку у новий ящик,

і водночас активуємо страшний спогад,

використавши лазер, як раніше?

Чи повернеться страх, який відчувався у першому ящику,

у це абсолютно нове середовище?

СР: Тож, маємо експеримент на мільйон доларів.

Оживляючи у пам'яті той день,

я згадую, що напередодні виграли Red Sox,

то була весняна пора,

ідеальний час для сплаву річкою,

і, можливо походу у Норт Енд

за десертом.

Та ми ж із Сю

знаходились у темній кімнаті абсолютно без вікон,

не роблячи жодного видимого поруху, що хоча б віддалено нагадував кліпання очима,

тому що наш зір був прикутий до екрану комп'ютера.

Ми спостерігали за мишкою, перший раз активуючи її пам'ять

за нашою технологією.

ЛС: І ось що ми побачили.

Коли ми перший раз поклали тваринку до ящика,

вона почала його досліджувати, нюхати, бігати навколо

у власних справах,

бо за своєю природою

миші - істоти досить допитливі.

Вони бажають знати, що відбувається у новій коробці.

Їм це цікаво.

Та, як бачите, у той момент, коли ми увімкнули лазер,

мишка миттю перейшла у стан заціпеніння.

Вона зупинилася і намагалась не ворушити жодною частинкою тіла.

Абсолютно ясно, що це заціпеніння.

Тож дійсно, виглядає так, ніби ми змогли

перенести лякаючий спогад про першу коробку

у абсолютно нове середовище.

Побачивши це, ми із Стівом

були такі ж шоковані як і мишка.

(Сміх)

Тож після експерименту, двоє з нас полишили кімнату,

нічого не промовивши.

Досить довгий проміжок часу пройшов,

поки Стів зруйнував мовчанку.

СР: "Це спрацювало?"

ЛС: Я сказав: "Так, це справді спрацювало!"

Ми були дійсно вражені.

Потім ми надрукували свої відкриття

у журналі "Nature" ("Природа").

Після публікації нашої роботи

ми отримали численні коментарі

з Інтернету.

Можливо переглянемо деякі з них.

"О-О, НАРЕШТІ! так багато усілякого має трапитися, віртуальна реальність, нейронні маніпуляції, візуалізація снів, нейронне кодування, "написання й переписування спогадів, усілякі душевні хвороби. Так, прекрасне майбутнє"

СР: Насамперед ми помітили, що люди

мають справді чітке уявлення про цей вид робіт.

Зараз я цілком погоджуюсь із оптимізмом,

висловленим у першому уривку,

тому що, за шкалою від нуля до голосу Морґана Фрімена,

це має бути одна з найбільш згадуваних почестей,

які я чув на нашому шляху.

(Сміх)

Але, як бачите, це не єдина висловлена думка.

"Це лякає мене більше за пекло... Якщо вони змогли таке зробити, що буде з людством за декілька років?! О БОЖЕ, МИ ВСІ ПРИРЕЧЕНІ!"

ЛС: Дійсно, якщо поглянемо на другий уривок,

то я думаю усі погодяться, якби це сказати,

він не дуже позитивний.

Але у той же час це нагадує нам,

що, хоча ми до сих пір працюємо із мишами,

можливо вже час розпочати думати і обговорювати

ймовірні етичні наслідки

контролювання спогадів.

СР: А зараз у дусі третього уривку,

ми б хотіли розповісти вам про останній проект,

над яким працюємо у лабораторії, його назва "Проект "Початок"

"Вони могли б зняти фільм про це. Де б думки вирощували у розумі людей, так, що їх можна було б вільно контролювати задля власної користі. Назвемо це: "Початок"

Тож ми прийшли до висновку, що якщо ми можемо відновити спогади,

то чому б не спробувати їх підправити.

Можливо ми навіть можемо підмінити їх на фальшиві.

ЛС: Взагалі пам'ять є дуже динамічною і складною,

але для спрощення уявімо її

у вигляді відеокліпу.

Отже, як ми вже казали, у цілому можливо контролювати

кліп кнопкою "Пуск",

так, що це відео можна переглянути у будь-який час і будь-де.

Та чи є можливість фактично

зазирнути до мозку і відкорегувати цей кліп,

щоб він відрізнявся від оригіналу?

Так, є.

Виявляється, нам треба лише

реактивувати пам'ять за допомогою лазера, як ми це робили раніше,

але водночас, якщо ми представляємо нову інформацію

і даємо їй змогу співіснувати зі старими спогадами,

це змінить пам'ять.

Це щось на зразок випуску ремікса.

СР: Тож як це зробити?

Замість пошуку страшного спогаду у мозку,

візьмемо наших звіряток,

покладемо їх у блакитну коробку, таку як ось ця,

і ідентифікуємо клітини мозку, що її представляють,

змусимо їх відповісти на пульсації світла,

точно так, як вже розповідали.

Наступного дня помістимо звіряток

у червону коробку, із якою вони ніколи не стикалися.

Спрямуємо світло на мозок, щоб реактивувати

спогад про блакитну коробку.

Тож що відбуватиметься, якщо

у момент нагадування звірятку про блакитну коробку,

ми зробимо декілька легких поштовхів ногою.

Таким чином ми штучно створимо асоціацію між

блакитною коробкою

і стусанами.

Зараз ми намагаємось їх пов'язати.

Щоб перевірити, чи вдалося нам це зробити,

візьмемо знову нашу тваринку

і помістимо її у блакитний ящик.

Ми знову реактивуємо спогад про блакитну коробку,

коли звірятку дісталася пара легких поштовхів,

і тваринка раптово завмирає.

Так як би вона пам'ятала, що отримала легкі стусани у цьому місці,

навіть якщо такого ніколи не відбувалося.

Тож формується фальшивий спогад,

підробний страх середовища,

у якому практично

нічого поганого не відбувалося.

ЛС: До цього часу ми говорили

лише про контрольований світлом "вмикач".

Насправді є також і вимикач,

і досить легко уявити,

що встановивши цей світлочутливий "вимикач"

ми також можемо вимкнути пам'ять будь-коли і будь-де.

Тож усе про що ми сьогодні говорили

базується на одному з філософських розумінь неврології

про те, що розум зі всіма його містичними властивостями

є фактично фізичним матеріалом, який ми можемо за необхідності підправити.

СР: А щодо мене особисто,

я бачу світ, де ми можемо реактивувати

будь-який спогад.

Я також бачу світ, де небажані спогади можна просто стерти.

Більш того, я бачу світ у якому підкорегувати спогади

абсолютно реально,

бо ми живемо у часи, коли можливо

зірвати питання з дерева наукової фантастики

і проростити їх у експериментальній реальності.

ЛС: У наш час дослідники у лабораторіях

використовують ті ж методи активації і редагування

пам'яті, як і звичайні люди по всьому світу,

йде мова про старі чи нові, позитивні чи негативні спогади,

будь-які з них,

якщо нам відомо як працює пам'ять.

СР: Наприклад, одна з груп у лабораторії

змогла виділити клітини мозку, які відповідають за страшний спогад

і перетворити їх у приємний, як ось тут.

Це те, що я мав на увазі, коли говорив про редагування такого роду процесів.

А один чувак навіть спромігся реактивувати

спогади миші самця про його подружку.

Кажуть, досить приємний досвід.

ЛС: Дійсно, ми живемо у вражаючий час,

коли наука не має жодних обмежень

і стримується лише нашою уявою.

СР: І насамкінець, що ми будемо з цим робити?

Як дати хід цій технології?

Це питання, які не повинні залишатись

у стінах лабораторії,

тож однією з цілей цієї розмови

було донести кожному можливості

сучасної неврології,

і що особливо важливо,

залучити кожного до розмови.

Поміркуймо разом, що це все для нас означає

і куди ми звідси маємо йти,

бо ми із Сю вважаємо,

що кожен із нас має справді великі рішення попереду.

Дякую.
ЛС: Дякую

(Оплески)