Steve Ramirez: Under mitt första år som doktorand, låg jag i mitt sovrum,
åt massor av Ben & Jerrys,
tittade på skräp-TV
och kanske, kanske lyssnade jag på Taylor Swift.
Jag hade precis blivit dumpad.
(Skratt)
Under lång tid kunde jag bara
tänka på denna person, om och om igen,
och hoppas att jag skulle bli av med den hjärtslitande
känslan av likgiltighet inombords.
Nu är det också så att jag är neurolog,
så jag visste att minnet av den personen
och de hemska, emotionella undertoner som färgar minnet,
till stor del förmedlades av separata delar av hjärnan.
Så jag tänkte: tänk om vi kunde gå in i hjärnan
och redigera bort den kväljande känslan,
men samtidigt behålla minnet av den personen intakt.
Men jag insåg att det då kanske var lite högtflygande.
Så tänk om vi kunde börja med att gå in i hjärnan
och bara hitta ett enda minne till att börja med.
Kunde vi plocka fram just det minnet,
kanske även leka med innehållet i det minnet?
Med det sagt så finns det en person som jag
verkligen hoppas inte tittar på detta.
(Skratt)
Men det finns en hake, det finns en hake.
Dessa idéer påminner er troligen om "Total Recall",
"Eternal Sunshine of the Spotless Mind",
eller "Inception".
Men "filmstjärnorna" vi jobbar med
är de verkliga kändisarna i labbet.
Xu Liu: Försöksråttor.
(Skratt)
Som neurologer arbetar vi i labbet med möss
och försöker förstå hur minnet fungerar.
Idag hoppas vi kunna övertyga er om att vi nu
faktiskt har möjlighet att aktivera ett enskilt minne i hjärnan,
med ljusets hastighet.
För att göra detta, är det bara två enkla steg att följa:
Ett, du hittar och markerar ett minne i hjärnan,
och sedan aktiverar du det med en strömbrytare.
Så enkelt är det.
(Skratt)
SR: Är ni övertygade ännu?
Att hitta ett minne i hjärnan visar sig dock inte vara så lätt.
XL: Verkligen. Detta är långt svårare än, låt oss säga,
att hitta en nål i en höstack,
(Skratt)
eftersom, ni vet, nålen är åtminstone något
som du fysiskt kan sätta fingrarna på.
Men minnet är inte det.
Dessutom finns det också mycket fler celler i hjärnan
än antalet strån i en normal höstack.
Så ja, denna uppgift kan verka överväldigande.
Men lyckligtvis fick vi hjälp av hjärnan själv.
Det visade sig att det enda vi behövde göra
var att låta hjärnan bilda ett minne,
sedan kommer hjärnan berätta vilka celler som var involverade
i skapandet av det specifika minnet.
SR: Så vad var det som hände i min hjärna
när jag plockade fram minnet av ett ex?
Om man bara ignorerar etik för ett ögonblick
och delar upp min hjärna i skivor,
skulle man se att det fanns många
områden i hjärnan som är aktiva när det minnet tas fram.
En region i hjärnan som kraftfullt skulle aktiveras
är i synnerhet den som kallas hippocampus,
som i årtionden har misstänkts vara inblandad i
de typer av minnen som vi håller kära,
vilket också gör den idealisk att undersöka
för att försöka hitta och kanske återaktivera ett minne.
XL: När du zoomar in på hippocampus,
kommer du självklart att se massor av celler,
men vi kan hitta de celler som är involverade
i ett särskilt minne,
eftersom när en cell är aktiv,
som när det formas ett minne,
kommer det också att lämnas ett avtryck som sen låter oss veta
att dessa celler nyligen varit aktiva.
SR: På samma sätt som lampor i husfönster om natten säger
att någon förmodligen arbetar i just den stunden,
på samma sätt, finns det bioloqgiska sensorer,
i en cell som aktiveras
endast när just den cellen nyss arbetat.
De är som biologiska fönster som lyser
och berättar att cellen nyss var aktiv.
XL: Så vi beskar en del av denna sensor,
och kopplade den till en strömbrytare att styra cellerna med,
och vi förpackade denna strömbrytare i ett konstruerat virus
och injicerade det in hjärnan på mössen.
Så när ett minne bildas,
kommer alla aktiva celler för det minnet
också att ha denna strömbrytare installerad.
SR: Här ser ni hippocampus
efter att ha bildat ett minne av rädsla, till exempel.
Det blå området som ni ser här
är tätt packade hjärnceller,
men de gröna hjärncellerna,
de gröna hjärncellerna är de som innehåller
ett specifikt minne av rädsla.
Så det ni ser är kristalliseringen
av det flyktiga bildandet av rädsla.
Ni ser faktiskt just nu på tvärsnittet av ett minne.
XL: Så, till strömbrytaren vi talat om,
helst måste den agera riktigt snabbt.
Det bör inte ta minuter eller timmar.
Det bör hända i hjärnans hastighet, på millisekunder.
SR: Så vad tycker du, Xu?
Skulle vi kunna använda farmakologiska läkemedel
för att aktivera eller inaktivera hjärnceller?
XL: Nja, läkemedel är ganska röriga, de sprider sig överallt.
Och dessutom tar det dem en evighet att påverka enskilda celler.
Så de gör det inte möjligt att styra ett minne i realtid.
Men Steve, vad sägs om att ge hjärnan en elstöt istället?
SR: Elektricitet är en rätt snabb metod,
men vi kan nog inte kunna rikta den
till enbart de celler som bär på ett minne,
och vi skulle nog steka hjärnan.
XL: Ah, det är sant, så är det nog, hmmm.
Ja, vi måste hitta ett bättre sätt
att påverka hjärnan i ljusets hastighet.
SR: Det råkar vara så att ljuset färdas i ljusets hastighet.
Så vi kunde kanske aktivera eller inaktivera minnen,
bara med hjälp av ljus.
XL: Det är ganska snabbt.
SR: Och eftersom hjärnceller vanligtvis
inte reagerar på ljuspulser,
så är de som skulle svara på ljuspulser,
de som innehåller en ljuskänslig strömbrytare.
För att göra det, måste vi lura hjärncellerna
att reagera på laserstrålar.
XL: Ja, ni hörde rätt.
Vi försöker skjuta laserstrålar in i hjärnan.
(Skratt)
SR: Och tekniken som låter oss göra det är optogenetik.
Optogenetik gav oss en strömbrytare som vi kan använda
för att slå på eller slå av hjärncellerna,
och den kopplingen kallas kanalrodopsin,
som ni ser som gröna prickar kopplade till denna hjärncell.
Ni kan tänka er kanalrodopsin som en ljuskänslig strömbrytare
som kan installeras i hjärnans celler på konstgjord väg
så att vi nu kan använda strömbrytaren
för att slå av eller på hjärncellen genom att klicka på den,
och i detta fall klickar vi på den med ljuspulser.
XL: Så vi kopplar denna ljuskänsliga kanalrodopsin-strömbrytare
till sensorn vi har pratat om
och injicerar det in i hjärnan.
Så närhelst ett minne bildas,
så kommer varje aktiv cell för det minnet
också att ha denna ljuskänsliga strömbrytare installerad,
så att vi kan kontrollera dessa celler
genom att slå på eller av en laserstråle, precis som denna.
SR: Så låt oss sätta allt detta på prov.
Det vi kan göra, är att vi kan ta våra möss
och sedan sätta dem i en låda som ser ut exakt som denna,
och så kan vi ge en mycket svag elstöt i tassarna
så de bildar ett minne av rädsla från lådan.
De lär sig att något hemskt hände här.
Med vårt system kommer de celler som är aktiva
i hippocampus vid skapandet av detta minne,
och endast de cellerna, att innehålla kanalrodopsin.
XL: När du är liten som en mus,
känns det som om hela världen försöker få tag i dig.
Så ditt bästa försvar
är att försöka vara oupptäckt.
När en mus känner rädsla,
visar den ett mycket typiskt beteende
genom att stanna i ett av lådans hörn
och den försöker att inte röra någon del av kroppen,
detta beteende kallas frysrespons.
Så om en mus minns att något hemskt hänt i denna låda,
och vi sätter tillbaka den i samma låda,
så kommer den att visa frysrespons
eftersom den inte vill bli upptäckt
av de potentiella hoten i den här lådan.
SR: Ni kan tänka på frysrespons som
att du går längs gatan i egna tankar,
och helt oväntat stöter du ihop med
en ex-flickvän eller ex-pojkvän,
och de skräckfyllda två sekunderna kommer
då du tänker, "Vad gör jag? Hälsar jag?
Skaka hand? Springa iväg?
Sitta här och låtsas att jag inte finns?"
Denna typ av flyktiga tankar som fysiskt låser dig,
som tillfälligt ger dig "rådjur-i-strålkastar-blicken".
XL: Men om du placerar musen i en helt annan,
ny låda, som exempelvis den här,
kommer den inte att vara rädd för denna låda
eftersom det saknas anledning att vara rädd i denna nya miljö.
Men vad händer om vi lägger musen i denna nya låda
och samtidigt aktiverar minnet av rädsla
genom att använda laserstrålen som vi gjorde innan?
Kommer vi få tillbaka minnet av rädsla
från den första lådan i denna helt nya miljö?
SR: Okej, det här är det viktiga experimentet.
Att få tillbaka minnet av den dagen,
jag minns att Red Sox precis hade vunnit,
det var en grön vårdag,
som gjord för promenera längs floden
och sedan kanske gå till North End
för att köpa några cannoli, #justsaying.
Men Xu och jag, å andra sidan,
var instängda i ett helt fönsterlöst mörkt rum
utan att våga göra något som ens liknade en ögonblinkning
eftersom våra ögon var fästa på en datorskärm.
Vi tittade på en mus som vi försökte aktivera ett minne hos
för första gången med vår teknik.
XL: Och det här är vad vi fick se.
När vi först satte musen i lådan,
började den att utforska, sniffa runt, gå runt,
skötte sitt,
eftersom möss av naturen är
ganska nyfikna djur.
De vill veta vad som händer i den här nya lådan.
Det är intressant.
Men i ögonblicket som vi slog på lasern, som ni ser nu,
gick musen in i denna frysrespons.
Den stannade och försökte att inte röra någon del av sin kropp.
Uppenbart en frysrespons.
Så det ser faktiskt ut som om vi lyckats ta tillbaka
minnet av rädsla från den första lådan
i denna helt nya miljö.
Medan vi såg på detta, var Steve och jag
lika chockade som musen själv.
(Skratt)
Så efter experimentet, lämnade vi båda rummet
utan att säga ett ord.
Efter en lång, obekväm väntan,
bröt Steve tystnaden.
SR: "Fungerade det där precis?"
XL: "Ja", sa jag. "Det fungerade faktiskt!."
Vi var verkligen glada över detta.
Och sedan publicerade vi vår upptäckt
i tidskriften Nature.
Ända sedan publiceringen av vårt arbete,
har vi fått otaliga kommentarer
från alla möjliga håll på internet.
Kanske kan vi ta en titt på några av dessa.
(Skratt)
SR: Det första ni kommer att märka är att människor
har väldigt starka åsikter om denna typ av arbete.
Nu råkar jag hålla helt med om optimismen i detta första citat,
för på en skala från noll till Morgan Freemans röst,
är det här en av de mest associationsrika utmärkelser
som jag hört uttryckas om oss.
(Skratt)
Men som ni kommer se: Det är inte det enda yttrande som gjorts.
XL: Om vi tar en titt på det andra,
tror jag att vi alla kan enas om att det är,
hmm, förmodligen inte lika positivt.
Men detta påminner oss också om att,
även om vi fortfarande arbetar med möss,
så är det nog en god idé att börja tänka och diskutera
möjliga etiska aspekter
av att kontrollera minnet.
SR: Så, i andan av det tredje citatet,
vill vi berätta om vårt senaste projekt,
ett experiment vi kallat Inception (påbörjan).
(Skratt)
Vi resonerade som så att nu när vi kan återaktivera ett minne,
vad händer om vi gör det, och sedan mixtrar med det?
Kan vi möjligen även förvandla det till ett falskt minne?
XL: Alla minnen är sofistikerade och dynamiska,
men vi om bara för enkelhetens skull föreställer oss minnet
som ett filmklipp.
Det vi har sagt är alltså att vi i princip kan kontrollera
"uppspelningsknappen" på klippet
så att vi kan spela upp detta videoklipp närsomhelst och varsomhelst.
Men finns det en möjlighet att vi faktiskt kan gå
in i hjärnan och redigera detta filmklipp
så att vi kan göra det annorlunda än originalet?
Ja det kan vi.
Allt vi behöver göra är att
återaktivera ett minne med laser så som vi gjorde innan,
men på samma gång skapar vi ny information
och låter denna nya information införlivas i det gamla minnet,
så kommer detta att ändra minnet.
Det är ungefär som att göra ett blandband. (Skratt)
SR: Så hur gör vi detta?
Snarare än att hitta ett minne av rädsla,
kan vi börja med att ta våra djur,
låt oss säga att vi sätter dem i en blå låda som den här,
hittar hjärncellerna som representerar den blå lådan
och vi lurar dem att reagera på ljuspulser
precis som vi förklarade tidigare.
Redan nästa dag kan vi placera djuren
i en röd låda, som de aldrig har sett tidigare.
Vi skjuter ljus in i hjärnan för att återaktivera
minnet av den blå lådan.
Så vad skulle hända om, medan djuret
återkallar minnet av den blå lådan,
vi gav det ett par milda elstötar mot tassarna?
Här försöker vi på konstgjord väg göra en association
mellan minnet av den blå lådan
och att tassen får elstöten.
Vi försöker bara koppla samman dem.
För att se om vi lyckats,
kan vi ta våra djur igen
och placera dem i den blå lådan igen.
Alltså, vi hade just återaktiverat minnet av den blå lådan
medan djuret fick ett par milda elstötar,
och nu stelnar djuret plötsligt.
Det är som om det erinrar sig om att få elstötar i denna miljö
även om det aldrig hänt.
Så det bildas ett falskt minne,
eftersom det falskt fruktar en miljö där, tekniskt sett,
inget hemskt faktiskt hände med den.
XL: Så långt talar vi bara om
denna ljuskontrollerade "på"-knapp.
I själva verket har vi också en ljuskontrollerad "av"-knapp,
och det är lätt att föreställa sig att
genom att installera denna "av"-knapp,
kan vi också stänga av ett minne, närsomhelst, varsomhelst.
Allt vi har pratat om här idag
baseras på den filosofiskt omdiskuterade princippen inom neurovetenskap
att sinnet, med dess till synes mystiska egenskaper,
faktiskt är gjort av fysiska saker som vi kan mixtra med.
SR: Och jag personligen, ser en värld där vi kan återaktivera
vilken typ av minne vi än skulle vilja.
Jag ser också en värld där vi kan radera oönskade minnen.
Jag ser en värld där redigering av minnen
är något av en verklighet,
för i vår tid är det möjligt
att plocka idéer från science fiction-trädet
och plantera dem i den experimentella verkligheten.
XL: Nu för tiden använder vi i labbet
och människor i andra grupper över hela världen
liknande metoder för att aktivera eller redigera minnen,
vare sig det är gamla eller nya, positiva eller negativa,
alla typer av minnen, så att vi kan förstå
hur minnet fungerar.
SR: En grupp i vårt labb
kunde hitta de hjärnceller som utgör ett minne av rädsla
och omvandlade dem till ett lustfyllt minne, bara sådär.
Det är vad jag menar med att redigera dessa typer av processer.
En snubbe lyckades återaktivera
minnen av honmöss i hanmöss,
som enligt ryktet var en angenäm upplevelse för dem.
XL: Ja, vi lever i en mycket spännande tidsålder
där vetenskapen saknar godtyckliga hastighetsbegränsningar
och endast är bunden av vår egen fantasi.
SR: Och slutligen, vad gör vi med allt detta?
Hur driver vi denna teknik framåt?
Det är frågor som inte bör stanna
endast inne i labbet.
Så ett mål för dagens föredrag, var att få alla
medvetna om vilken typ av saker som är möjliga
med modern neurovetenskap,
men även, minst lika viktigt,
att aktivt engagera alla i den här konversationen.
Så låt oss tänka tillsammans på vad detta betyder
och vart vi kan, och bör, gå härifrån
eftersom Xu och jag tror att vi alla har
några riktigt stora beslut framför oss.
Tack. XL: Tack.
(Applåder)