Steve Ramirez: Během prvního roku
na vysoké škole jsem posedával na posteli,
jedl hromady sladkostí Ben & Jerry's,
sledoval hlouposti v televizi
a možná, možná jsem poslouchal Taylor Swift.
Zrovna jsem za sebou měl rozchod.
(Smích)
Jediné, co jsem po dlouhou dobu dokázal dělat,
bylo stále dokola vzpomínat na onu osobu
a přitom si přát, abych se zbavil toho nepříjemného
úzkostného pocitu na zvracení.
Jsem ale neurovědec,
takže jsem věděl, že vzpomínka na tuto osobu
a její strašný, emocionální podtext
jsou z velké části důsledkem práce různých částí mozku.
A tak mě napadlo, jestli bychom se mohli dostat
do mozku a odstranit tyto pocity,
ale přitom ponechat nedotčené vzpomínky na danou osobu.
Pak jsem si uvědomil, že to je asi velké sousto.
Proč se ale pro začátek nepodívat do mozku
a nezačít s pouhou jednou vzpomínkou?
Mohli bychom ji přivést zpět k životu,
možná si dokonce pohrát s jejím obsahem?
Chci říct, že na celém světě je jedna osoba,
o níž doufám, že tuhle přednášku nesleduje.
(Smích)
Ale je v tom háček. Je v tom háček.
Tyto nápady vám asi připomínají filmy „Total Recall",
„Věčný svit neposkvrněné mysli"
nebo „Počátek".
Filmovými hvězdami, se kterými pracujeme,
jsou celebrity naší laboratoře.
Xu Liu: Laboratorní myši.
(Smích)
My neurovědci pracujeme v laboratořích s myšmi,
abychom pochopili, jak funguje paměť.
A jak doufáme, dnes vás snad přesvědčíme o tom,
že dokážeme v mozku aktivovat vzpomínku
rychlostí světla.
K tomu, abychom to dokázali, stačí jen dva prosté kroky.
Za prvé, najdete a označíte paměť v mozku,
a poté ji aktivujete spínačem.
Tak jednoduché to je.
(Smích)
SR: Už jste přesvědčení?
Ukazuje se, že nalézt v mozku vzpomínku není vůbec tak snadné.
XL: Vskutku. Je to mnohem obtížnější než například
nalezení jehly v kupce sena,
protože alespoň víte, že jehla je něco,
čeho se můžete fyzicky dotknout.
Ale paměť ne.
A mozek se skládá z podstatně většího množství buněk
než kolik je stébel v běžné kupě sena.
Takže ano, tento úkol může působit skličujícím dojmem.
Ale naštěstí nám v tom pomáhá samotný mozek.
Ukázalo se, že všechno, co potřebujeme,
je nechat mozek zformovat vzpomínku,
načež nám mozek sám řekne, které buňky
se na dané vzpomínce podílí.
SR: Takže, co se dělo v mém mozku,
zatímco jsem vzpomínal na svou ex?
Pokud byste na chvíli nechali stranou morálku
a rozřezali můj mozek na plátky,
spatřili byste úžasné množství
oblastí v mozku, které se aktivovaly během tohoto vzpomínání.
Jedna oblast mozku, která by byla zvláště aktivní,
se nazývá hipokampus,
jenž se po dlouhá léta považoval za místo,
kde se uchovávají nám nejdražší vzpomínky,
což z něj zároveň činí ideální cíl pro to,
abychom se zde pokusili najít a snad i obnovit paměť.
XL: Když se podíváte na hipokampus zblízka,
uvidíte samozřejmě mnoho buněk,
ale dokážeme určit, které buňky souvisí
s konkrétními vzpomínkami,
protože kdykoli je buňka aktivní,
když třeba vytváří vzpomínku,
zanechá za sebou stopy, které nám umožní určit,
že byla v nedávné době aktivní.
SR: Stejně jako nám v noci svítící okna domů
prozrazují, že za nimi někdo zřejmě právě pracuje,
tak v těchto buňkách existují
biologické senzory, které se zapínají
právě tehdy, když buňky pracují.
Jsou něco jako biologická okna, která se rozsvítí,
čímž nám dají vědět, že je buňka aktivní.
XL: Takže jsme odpojili část tohoto senzoru
a přepojili jej ke spínači, kterým ovládáme buňky,
a tento spínač jsme zabalili do uměle vytvořeného viru,
který jsme vstříkli do myšího mozku.
Takže kdykoli se utvořila vzpomínka,
tento spínač se připojil
ke všem aktivním buňkám.
SR: Takže takto vypadá hipokampus
například po zformování zážitku strachu.
Moře modré, které zde vidíte,
jsou nahuštěné mozkové buňky,
ale tyto zelené mozkové buňky
jsou ty, které udržují
konkrétní zážitek strachu.
Takže se díváte, jak se
krystalizuje prchavý záchvěv strachu.
Ve skutečnosti se právě teď díváme na průřez vzpomínkou.
XL: Co se týče spínače, o kterém jsme mluvili,
v ideálním případě by měl reagovat velmi rychle.
Nemělo by jít o minuty nebo hodiny.
Měl by reagovat rychlostí mozku, v řádu milisekund.
SR: Takže, co navrhuješ, Xu?
Mohli bychom použít, řekněme, farmaceutické látky
k aktivování a deaktivování mozkových buněk?
XL: Ty jsou docela zrádné. Dostanou se všude.
A taky trvá celou věčnost než začnou působit.
Takže by nám neumožnily kontrolovat mozek v reálném čase.
Ale co kdybychom prohnali mozkem elektrický šok, Steve?
SR: Elektřina je dost rychlá,
ale asi bychom ji nedokázali zacílit
na konkrétní buňky, které udržují vzpomínky
a taky bychom asi usmažili mozek.
XL: Aha, to je pravda. Takže to vypadá,
že skutečně potřebujeme najít jiný způsob,
jak ovlivnit mozek rychlostí světla.
SR: Takové světlo se šíří rychlostí světla.
Možná bychom mohli k aktivaci a deaktivaci vzpomínek
prostě použít světlo --
XL: To je celkem rychlé.
SR: -- a protože buňky mozku běžně
nereagují na světelné pulzy,
pak ty, které by na ně reagovaly,
by v sobě měly spínač citlivý na světlo.
Proto musíme nejprve přelstít mozkové buňky,
aby reagovaly na laserové paprsky.
XL: Ano, slyšeli jste správně.
Snažíme se do mozku střílet laserem.
(Smích)
SR: A technika, která nám to umožňuje, se nazývá optogenetika.
Optogenetika nám poskytuje onen světelný spínač, který používáme
k zapnutí nebo vypnutí mozkové buňky,
název tohoto spínače je channelrhodopsin,
který zde představují zelené tečky připojené k mozku.
Můžete se na channelrhodopsin dívat jako na spínač citlivý na světlo,
který lze uměle připojit k mozkové buňce,
díky čemuž jej můžeme použít
k aktivaci a deaktivaci mozkových buněk jeho sepnutím,
v tomto případě sepnutím skrze světelné pulzy.
XL: Tento spínač channelrhodopsinu připojíme
k senzoru, o kterém jsme před chvíli mluvili,
a vstříkneme ho do mozku.
Takže pokaždé, když je utvářena vzpomínka,
připojí se tyto spínače citlivé na světlo
ke všem aktivním buňkám spojeným s danou vzpomínkou,
a tak můžeme tyto buňky ovládat
jednoduchým zapínáním takovéhoto laseru.
SR: Nyní tohle všechno otestujeme.
Vezmeme naše myši,
dáme je do krabice, která vypadá přesně jako tato,
a potom jim dáme velmi malý elektrický šok,
aby si v paměti vytvořily zážitek strachu spojený s touto krabicí.
Naučí se, že se zde děje něco zlého.
Díky našemu systému
budou aktivní buňky v hipokampu
obsahovat channelrhodopsin.
XL: Pokud jste tak malí jako myš,
připadá vám to, jako by se vás celý svět snažil dostat.
Takže nejlepší obranná reakce
je snaha zůstat nezpozorován.
Pokaždé, když myš pocití strach,
objeví se toto typické chování,
při kterém myš zůstane stát v rohu krabice,
aniž by pohla jedinou svou částí,
a tento postoj se nazývá zamrznutí.
Pokud si tedy myš zapamatuje, že se v krabici děje něco zlého,
a my ji poté dáme opět do stejné krabice,
v podstatě zamrzne,
protože nechce být spatřena
žádnou potenciální hrozbou v krabici.
SR: Zamrznutí si můžete představit
jako když kráčíte ulicí, hledíte si svého
a najednou skoro narazíte
do své ex-přítelkyně nebo ex-přítele,
a během dvou sekund vám proběhne hlavou
„Co mám dělat? Mám jí říct ahoj?
Mám jí podat ruku? Mám se otočit a utéct?
Mám si tu sednout a předstírat, že neexistuji?"
Jde o druh letmých myšlenek, které vás v podstatě znehybní,
podobně jako jelen hledí do předních světel vozidla.
XL: Když ale dáte myš
do úplně jiné krabice, jako je tato,
nebude mít z této krabice strach,
protože nemá žádný důvod děsit se tohoto nového prostředí.
Ale co se stane, dáme-li myš do této nové krabice,
ale ve stejnou chvíli aktivujeme vzpomínku na strach
použitím laseru, jako jsme to udělali předtím?
Vyvoláme tím zážitek strachu z první krabice
v tomto úplně novém prostředí?
SR: Tento experiment byl okamžikem pravdy.
Abych vám navodil atmosféru tohoto dne,
vzpomínám si, že Red Sox právě vyhráli,
byl krásný jarní den
jako dělaný na procházku podél řeky
a zastávku v cukrárně
pro hořické trubičky.
Tento den jsme byli s Xu
zavření v tmavé místnosti bez oken,
ani jsme nemrkali
a upírali svoje zraky k obrazovce.
Sledovali jsme, jak se u myši aktivuje vzpomínka
prostřednictvím naší techniky.
XL: A tohle jsme viděli.
Když jsme poprvé dali myš do krabice,
byla zvědavá, čmuchala a pobíhala kolem,
hleděla si svého,
protože myši jsou vlastně
od přírody docela zvědavá zvířátka.
Chtějí vedět, co se děje v téhle nové krabici.
Zajímá je to.
Ale ve chvíli, kdy jsme zapnuli laser, jak můžete právě vidět,
myš náhle zamrzla.
Zůstala stát a snažila se nehýbat.
Očividně je to zamrznutí.
Takže to vážně vypadá, že jsme dokázali
vyvolat zážitek strachu z první krabice
v tomto úplně novém prosředí.
Když jsme tohle sledovali, Steve a já jsme
byli šokováni stejně jako samotná myš.
(Smích)
Ihned po experimentu jsme oba odešli z místnosti,
aniž bychom řekli jediné slovo.
Po docela dlouhé a trapné chvíli
Steve ticho přerušil.
SR: „Fungovalo to?"
XL: „Ano," řekl jsem. „Vážně to fungovalo!"
Byli jsme opravdu nadšení.
A poté jsme publikovali naše výsledky
v časopisu Nature.
A od této publikace naší práce
dostáváme obrovské množství komentářů
napříč celým internetem.
Ostatně se na některé z nich můžeme podívat.
[„KONEČNĚ... a mnohem víc nás teprve čeká, virtuální realita, neurální manipulace, emulace vizuálních snů..." ]
SR: První věc, které si všimnete, je,
že lidé mají na tento druh práce velmi vyhraněné názory.
Úplně souhlasím s optimismem
této první citace,
protože na škále od nuly po hlas Morgana Freemana,
se jedná o nejburcující poctu
které se nám dostalo.
(Smích)
Ale jak uvidíte, neexistuje pouze jediný názor.
[„Tohle mě k smrti děsí... Co kdyby tohle bylo za pár let možné provozovat na lidech?! MŮJ BOŽE, JSME ZTRACENI"]
XL: Vskutku, pokud se podíváme na druhý názor,
myslím si, že se všichni shodneme na tom,
že není tak pozitivní.
Ale zároveň nám to připomíná,
že i když stále pracujeme s myšmi,
je zřejmě dobrým nápadem začít diskutovat
o možných etických dopadech
spojených s ovládáním paměti.
SR: V duchu třetího komentáře
bychom vám rádi pověděli o současném projektu,
na kterém pracujeme. Má název „Projekt počátek".
[„Měli by o tom natočit film, ve kterém budou vkládat lidem do mysli myšlenky, aby je mohli ovládat ve svůj osobní prospěch. Budeme tomu říkat: vnuknutí."]
Tak jsme si řekli, když svedeme reaktivovat vzpomínku,
co kdybychom se pokusili si s takovou vzpomínkou pohrát?
Dokážeme ji někdy přeměnit ve falešnou vzpomínku?
XL: Celá paměť je sofistikovaná a dynamická,
ale pro jednoduchost si představme pamět
jako krátký film.
Dosud jsme vám řekli, že v podstatě můžeme ovládat
toto spouštěcí tlačítko filmu,
takže ho můžeme spustit kdykoliv a kdekoliv.
Existuje ale možnost, že bychom se mohli
dostat do mozku a editovat v něm tento krátký film,
a tak ho změnit od toho původního?
Ano, existuje.
Ukázalo se, že v podstatě vše, co potřebujeme,
je reaktivace paměti pomocí laserů tak, jak jsme to udělali dříve,
ale ve stejnou chvíli, pokud prezentujeme novou informaci
a dovolíme, aby se tato informace zakomponovala do staré paměti,
pak jí dokážeme změnit.
Je to podobné, jako když vytváříte remixovanou nahrávku.
SR: Takže jak tohle děláme?
Spíše než vzbuzovat ve zvířatech strach
je můžeme umisťovat
do těchto modrých krabic
a hledat mozkové buňky, které reprezentují tyto krabice,
přičemž je přelstíme k reakci na světlo
přesně tak, jako jsme to provedli předtím.
Další den můžeme naše zvířata umístit
do červené krabice, ve které nikdy dříve nebyla.
Poté můžeme do mozku posvítit a aktivovat
znovu vzpomínku na modrou krabici.
Co se stane tady, když dáme zvířeti
během vybavování vzpomínky na modrou krabici
malý elektrický šok?
Uměle vytvoříme asociaci
mezi vzpomínkou na modrou krabici
a elektrickým šokem.
Prostě tuto dvojici spojíme.
K otestování, zda se nám to povedlo,
umístíme znovu naše zvířata
zpátky do modré krabice.
Právě teď jsme reaktivovali vzpomínku na modrou krabici,
zatímco zvíře dostalo malý elektrický šok,
načež náhle zamrzlo.
Vypadá to, jako by si vybavovalo, jak dostávalo v tomto prostředí šoky,
i přesto, že se to ve skutečnosti nikdy nestalo.
Takže si utvořilo falešnou vzpomínku,
protože se falešně bálo prostředí,
ve kterém se mu technicky vzato
nic zlého ve skutečnosti nestalo.
XL: Dosud jsme pouze mluvili
o tomto světlem ovládaném spínači.
Ve skutečnosti máme také světlem ovládaný vypínač
a je velmi snadné si představit,
že díky jeho instalaci,
jsme kdykoliv a kdekoliv schopni také vypnout pamět.
Takže všechno, o čem jsme dnes mluvili,
je založeno na filozofickém principu neurovědy,
že mysl se svými zdánlivě tajemnými vlastnostmi,
je vlastně tvořena fyzickou hmotou, se kterou si můžeme pohrát.
SR: Osobně před námi vidím
svět, ve kterém budeme moci
obnovit jakoukoli vzpomínku budeme chtít.
Také vidím svět, kde můžeme vymazat nechtěné vzpomínky.
Vidím svět, ve kterém je úprava vzpomínek
něčím reálným,
protože žijeme v době, kdy je možné
trhat otázky ze stromu science-fiction
a sázet je na půdu experimentální skutečnosti.
XL: V dnešní době lidé v laboratořích
a lidé v dalších skupinách po celém světě
použivají podobné metody k aktivování nebo upravování vzpomínek,
ať už jsou staré nebo nové, pozitivní nebo negativní,
všechny typy vzpomínek, abychom mohli porozumět,
jak paměť funguje.
SR: Například, jedna skupina z naší laboratoře
nalezla mozkové buňky, které vytváří zážitky strachu
a jen tak je převádí na příjemné vjemy.
To je přesně to, co si představuji pod úpravami takovýchto procesů.
Jeden kolega v naší laboratoři dokonce reaktivoval
vzpomínky samičky v myším samečkovi,
o čemž se říká, že je to docela příjemný zážitek.
XL: Skutečně žijeme ve velmi úžasné době,
kdy věda nemá žádná nahodilá rychlostní omezení,
ale je svázana pouze naší vlastní představivostí.
SR: A konečně, co z toho všeho máme?
Jak posuneme tuto technologii kupředu?
To jsou otázky, které by neměly
zůstat pouze uvnitř laboratoře,
a jeden z našich cílů dnešní prezentace
bylo seznámit všechny s tím,
co všechno dnešní neurověda dokáže,
ale nyní je stejně tak důležité
aktivně zapojit všechny do této konverzace.
Takže se zamysleme jako tým nad tím, co to všechno znamená,
a kam můžeme a měli bychom směřovat,
protože Xu a já si myslíme, že nás všechny
čekají opravdu velká rozhodnutí.
Děkujeme. XL: Děkujeme.
(Potlesk)