Една мишка, един лазерен лъч и един променен спомен.

Можем ли да редактираме съдържанието на спомените си? Това е въпрос от научната фантастика, който Стив Рамирез и Шу Лиу задават в лабораторията си в Масачузетския технологичен институт. Двамата насочват лазерен лъч в мозъка на жива мишка, за да активират и променят спомените й. В тази неочаквано забавна беседа те споделят не само как, но и - по-важното - защо правят това. (Заснето на TEDxBoston)

Стив Рамирез: През първата година в университета

се озовах в спалнята си,

нагъвайки много Ben & Jerry's,

гледайки някаква долнопробна телевизия

и може би, може би слушайки Тейлър Суифт.

Току-що бях преживял раздяла.

(Смях)

И безкрайно дълго време всичко, което правех,

бе да си спомням това момиче отново и отново,

с желанието да се оттърва от онова болезнено,

вътрешно, гадно чувство.

Сега, както излиза, съм невробиолог,

затова знам, че спомена за това момиче

и ужасните, емоционални оттенъци, които оцветяват този спомен

до голяма степен се дължат на отделни мозъчни системи.

Така че си помислих - ами ако можехме да влезем в мозъка

и да изтрием отвратителното чувство,

но да запазим спомена за човека непокътнат?

Тогава осъзнах, че може би това е малко прекалено за момента.

Ами ако започнем с влизането в мозъка

и просто открием определен спомен като начало?

Можем ли да "съживим" този спомен,

може би дори да поиграем със съдържанието му?

След всичко казано дотук, има един човек на света,

който, истински се надявам, не гледа тази лекция в момента.

(Смях)

Да, има уловка. Има уловка.

Тези идеи вероятно ви напомнят за "Зов за завръщане",

"Блясъкът на чистия ум"

или за "Генезис".

Но кинозвездите, с които работим

са знаменитости на лабораторията.

Шу Лиу: Лабораторните мишки.

(Смях)

Като невробиолози, ние работим с мишки в лабораторията

и се опитваме да разберем как работи паметта.

И днес се надяваме да ви убедим, че сега

всъщност можем да активираме спомен в мозъка

със скоростта на светлината.

За да го направим, трябва да следваме две прости стъпки.

Първо, намираме и отбелязваме определен спомен в мозъка

и после го активираме с превключвател.

Лесно и просто.

(Смях)

СР: Убедихме ли ви?

И така, оказа се, че да намерим спомен в мозъка не е толкова лесно.

ШЛ: Така е. Много по-трудно е, отколкото, да речем,

да намерим игла в купа сено,

защото иглата, нали разбирате, поне е нещо,

което физически можем да докоснем с пръсти.

Докато споменът не е.

И също така, в мозъка ни има много повече клетки

от броя на сламките в една типична купа сено.

Да, тази задача наистина изглежда обезсърчаваща.

Но, за щастие, самият мозък ни помогна.

Оказа се, че всичко, което трябва да направим

е да оставим мозъка да създаде спомен

и после мозъкът ще ни каже кои клетки участват

точно в този спомен.

СР: Какво се случваше в мозъка ми,

докато извиквах спомена за бивша приятелка?

Ако напълно забравите човешката етика за миг

и разрежете мозъка ми в момента,

ще видите, че удивителен брой области

са били активни, докато съм си спомнял.

Една област, която би била особено активна,

се нарича хипокампус

и от десетилетия се свързва с обработването

на спомените, които са най-съкровени за нас,

което пък я прави идеална цел, където да проникнем

и да се опитаме да намерим и може би да активираме определен спомен отново.

ШЛ: Ако разгледаме отблизо хипокампуса,

ще видим, разбира се, много клетки,

но ние можем да разберем кои клетки участват

в определен спомен,

защото всеки път, когато една клетка е активна,

както в момента на създаване на спомен,

тя ще остави отпечатък и той по-късно ще ни позволи да разберем,

че тези клетки скоро са били активни.

СР: По начина, по който светлините на една сграда през нощта

показват, че вероятно някой наистина работи там

в даден момент, има биологични сензори

вътре в клетката, които се включват

само когато тази клетка току-що е работила.

Те са един вид биологични прозорци, които светват,

за да ни съобщят, че тази клетка току-що е била активна.

ШЛ: Ние изрязахме част от този сензор

и го прикрепихме към един превключвател, за да контролираме клетките,

поставихме превключвателя в един изкуствено създаден вирус

и инжектирахме вируса в мозъка на мишка.

Така всеки път, когато се създава спомен,

на всички активни за този спомен клетки

също ще бъде инсталиран този превключвател.

СР: Ето как изглежда хипокампусът

след създаването на спомен за страх, например.

Синьото море, което виждате тук,

представлява гъсто разположени мозъчни клетки,

но зелените мозъчни клетки,

зелените са тези, които са свързани

с определен страшен спомен.

И така, вие виждате кристализирането

на неуловимата формация на страха.

Всъщност, в момента гледате напречното сечение на един спомен.

ШЛ: Сега за превключвателя, който споменахме -

в идеалния вариант превключвателят трябва да е наистина бърз.

А не да му трябват минути или часове да заработи.

Той трябва да се задейства със скоростта на мозъка, за милисекунди.

СР: Е, какво мислиш, Шу?

Можем ли да използваме фармакологични средства, да кажем,

за да активираме или дезактивираме мозъчни клетки?

ШЛ: Не. Лекарствата доста замърсяват. Те проникват навсякъде.

И също, на тях им трябва цяла вечност, за да въздействат на клетките.

Това няма да ни позволи да контролираме един спомен в реално време.

Затова, Стив, какво ще кажеш да ударим мозъка с електричество?

СР: Електричеството е доста бързо,

но вероятно няма да можем да го насочим

само към определените клетки, които участват в спомена

и може да изпържим мозъка.

ШЛ: О, вярно. Изглежда, че

наистина трябва да намерим по-добър начин

да въздействаме на мозъка със скоростта на светлината.

СР: По стечение на обстоятелствата светлината пътува със скоростта на светлината.

Така че, може би можем да активираме или дезактивираме спомени,

като използваме светлина.

ШЛ: Това е доста бързо.

СР: Oбикновено мозъчните клетки

не реагират на светлинни пулсации,

тези, които биха реагирали са

клетките със светло-чувствителен превключвател.

За да направим това, първо трябва да "излъжем" мозъчните клетки

да реагират на лазерни лъчи.

ШЛ: Да. Добре чухте.

Опитваме се да стреляме с лазер в мозъка.

(Смях)

СР: И технологията, която ни позволява да го направим е оптогенетиката.

Оптогенетиката ни даде този светлинен превключвател, който можем да използваме

за да включваме или изключваме мозъчните клетки

и името на този превключвател е канален родопсин -

тук се вижда като зелени точки, залепени за тази мозъчна клетка.

Можем да разглеждаме каналния родопсин като вид светло-чувствителен превключвател,

който може изкуствено да се инсталира в мозъчните клетки,

така че да можем да го използваме

за активиране или дезактивиране на мозъчната клетка с просто щракване,

а в този случай включващото щракване са светлинните пулсации.

ШЛ: И така, прикрепваме светло-чувствителния превключвател канален родопсин

към сензора, който споменахме

и ги инжектираме в мозъка.

Така всеки път, когато се създава спомен,

на всяка клетка, активна точно за този спомен,

също ще бъде инсталиран този светло-чувствителен превключвател,

за да можем да контролираме активните клетки

чрез насочване на лазер - точно като този, който виждате.

СР: И сега, нека да тестваме всичко това.

Можем да направим следното: да вземем нашите мишки

и да ги сложим в кутия, която изглежда точно като тази тук,

после да ги подложим на много лек удар в краката,

така че да си създадат спомен за страх от тази кутия.

Те научават, че нещо лошо се е случило тук.

Какво става в нашата система - клетките в хипокампуса,

които са активни в създаването на спомена,

само тези клетки сега ще съдържат канален родопсин.

ШЛ: Ако сте малки колкото мишка,

ще ви се струва, че целият свят ви преследва.

Най-добрата ви защитна реакция

е да се опитате да станете незабележими.

Когато една мишка се страхува,

тя ще покаже много характерно поведение -

ще стои в един от ъглите на кутията,

опитвайки да не помръдва никоя част от тялото си

и тази поза се нарича замръзване.

Ако мишката си спомня, че нещо лошо се е случило в кутията,

когато я сложим обратно в същата кутия,

тя ще замръзне,

защото не иска да бъде забелязана

от някоя от потенциалните заплахи в кутията.

СР: Можете да си обясните замръзването така:

вървите си по улицата по собствените си дела

и изведнъж, незнайно как, почти се сблъсквате

с бивша приятелка или бивш приятел -

тези ужасяващи две секунди,

в които си мислите: "Какво да правя? Да кажа ли здрасти?

Да й стисна ли ръката? Да се обърна ли и да избягам?

Да седна ли тук и да се престоря, че не съществувам?".

Този вид прелитащи мисли, които физически ви изваждат от строя

и временно ви докарват видa на елен, заслепен от фарове.

ШЛ: Ако, обаче, сложите мишката в съвсем различна

нова кутия, като следващата,

тя няма да се страхува от нея,

защото няма причина да се страхува от новата среда.

Ами ако сложим мишката в новата кутия,

но в същото време активираме спомена за страх

чрез лазер, точно както направихме преди?

Ще върнем ли страшния спомен

за първата кутия в това съвсем ново обкръжение?

СР: Добре, ето го експеримента за милион долара.

За да съживя спомена за онзи ден,

си спомням, че Ред Сокс току-що бяха победили,

беше зелен пролетен ден,

чудесен за разходки по реката

и после може би до Норд Енд

за малко каноли. Просто го споменавам.

Шу и аз, от друга страна,

бяхме в тъмна стая без нито един прозорец

и очите ни не се движеха, дори в далечно подобие на мигане,

защото бяха фиксирани в екрана на един компютър.

Гледахме тази мишка тук и се опитвахме да активираме спомен

за пръв път, използвайки нашата техника.

ШЛ: И ето какво видяхме.

Когато в началото сложихме мишката в тази кутия,

тя започна да проучва, да души наоколо, да се разхожда,

да си върши работата,

защото по природа,

мишките всъщност са доста любопитни животни.

Те искат да знаят какво става в тази нова кутия.

Интересно е.

Но в момента, в който включихме лазера, както виждате сега,

мишката изведнъж изпадна в замръзнало състояние.

Тя стоеше тук и се опитваше изобщо да не помръдва.

Очевидно замръзваше.

И наистина, изглежда сме в състояние да съживим

спомена за страх от първата кутия

в тази съвсем нова среда.

Докато гледахме всичко това, Стив и аз

се шокирахме толкова, колкото и мишката.

(Смях)

След експеримента двамата просто излязохме от стаята

без да кажем нищо.

След дълга, неловка пауза

Стив наруши мълчанието.

СР: "Проработи ли това току-що?"

ШЛ: "Да", казах аз. "Наистина проработи!"

Бяхме силно развълнувани.

После публикувахме откритията си

в списание Нейчър.

Откакто публикувахме работата си

получаваме много коментари

отвсякъде по Интернет.

Нека да погледнем някои от тях.

БОЖЕ МОЙ, НАЙ–ПОСЛЕ... и още толкова много неща ще се появят, виртуална реалност, мозъчна манипулация, надпревара във визуализирането на мечти, невронно кодиране,"записи и презаписи на спомени", душевни болести. Ахх, бъдещето е прекрасно"

СР: Първото нещо, което ще забележите, е че хората

имат доста затвърдени мнения за този вид работа.

Аз се съгласявам напълно с оптимизма

на първото мнение,

защото по скалата от нула до гласа на Морган Фрийман,

то се явява една от най-емоционалните похвали,

които сме получавали.

(Смях)

Но както ще видите, то не е единственото мнение.

"Това ме плаши до смърт... Ами ако след две години те могат лесно да го правят и върху хора? О, БОЖЕ, ОБРЕЧЕНИ СМЕ"

ШЛ: Наистина, ако погледнем второто,

мисля, всички ще се съгласим, че може би не

е толкова позитивно.

Но това ни напомня, че

макар и все още да работим с мишки,

може би е добра идея да започнем да мислим и да обсъждаме

възможните етични последици

от контрола на паметта.

СР: А сега, в духа на третото мнение,

искаме да ви разкажем за един проект, по който работихме скоро

в лабораторията и го нарекохме Проектът Генезис.

"Трябва да направят филм за това. Как се внедряват идеи в умовете на хората, за да могат да бъдат контролирани за личната изгода на някого. Ще го наречем Генезис"

И така, ние се замислихме - щом вече можем да съживяваме спомени,

какво ще стане, ако активираме спомен и после започнем да го "бърникаме"?

Можем ли евентуално да го превърнем във фалшив спомен?

ШЛ: Паметта е сложна и динамична,

но за да опростим, нека си я представим

като видео клип.

Дотук в общи линии ви казахме, че можем да контролираме

бутона за пускане на клипа,

т.е. можем да пуснем този видео клип по всяко време и навсякъде.

Но има ли възможност да влезем

вътре в мозъка и да редактираме видео клипа,

така че да го направим различен от оригинала?

Да, има такава възможност.

Оказа се, че всичко, което трябва да направим,

е да съживим един спомен с лазери, точно както го направихме преди,

но в същото време, ако подадем нова информация

и позволим на тази информация да се слее със стария спомен,

това ще промени стария спомен.

Прилича на правенето на ремикс.

СР: Как постигаме това?

Вместо да търсим спомен за страх в мозъка,

започваме, като поставяме животните си в,

да кажем, синя кутия като тази тук,

откриваме мозъчните клетки, които представят тази кутия

и ги накарваме да реагират на светлинни импулси,

точно както казахме преди.

На следващия ден взимаме животните и ги слагаме

в червена кутия, където никога не са били.

Можем да облъчим мозъка със светлина, за да съживим

спомена за синята кутия.

Какво ще се случи, ако, докато животното

си спомня синята кутия,

го подложим на два леки удара в краката?

Тук се опитваме изкуствено да направим асоциация

между спомена за синята кутия

и самите удари в краката.

Просто се опитваме да свържем двете неща.

За да проверим дали сме успели,

можем още веднъж да вземем нашите животни

и да ги върнем обратно в синята кутия.

Да повторим - току-що съживихме спомена за синята кутия,

докато животното получаваше два леки удара в краката

и сега то внезапно замръзна.

Сякаш си спомни, че е било леко ударено в тази среда,

въпреки че в действителност това никога не се е случвало.

То е създало фалшив спомен,

защото напразно се страхува от среда,

в която на практика

нищо лошо не му се е случило.

ШЛ: Дотук говорим само за

контролирания чрез светлина превключвател, който "включва" спомена.

Всъщност, имаме и контролиран чрез светлина "изключващ" превключвател

и е много лесно да си представим, че

с инсталирането му

ще можем също и да изключваме спомени по всяко време и навсякъде.

Всичко, за което говорим днес

се основава на заредения с философия принцип на невронауката,

че съзнанието, с неговите привидно загадъчни свойства,

всъщност е изградено от физическа материя, която можем да променяме и "поправяме".

СР: Лично аз

виждам свят, в който можем да съживяваме

всички спомени, които поискаме.

Виждам свят, в който можем да изтриваме нежелани спомени.

И дори виждам свят, където редактирането на спомени

е нещо като реалност,

защото живеем във време, в което е възможно

да си дръпнем въпроси от дървото на научната фантастика

и да ги приземим в експерименталната реалност.

ШЛ: Днес, хората в лабораторията

и хората от други групи навсякъде по света

използват близки методи за активиране или редактиране на спомени,

независимо дали са стари или нови, позитивни или негативни -

всякакъв вид спомени, така че да можем да разберем

как работи паметта.

СР: Например, една група в нашата лаборатория

успя да открие мозъчните клетки, които създават един спомен за страх

и го превърна в приятен спомен просто ей така.

Точно това имам предвид за редактирането на този вид процеси.

Един тип от лабораторията успя дори да съживи

спомени на женска мишка у мъжка мишка,

което, според слуховете, е приятно преживяване.

ШЛ: Наистина, живеем в много вълнуващ момент,

когато науката няма наложени никакви ограничения на скоростта,

а е ограничена единствено от собственото ни въображение.

СР: И накрая, до какво ни доведе всичко това?

Как ще развием тази технология?

Тези въпроси не трябва да останат

само в лабораторията

и затова, една от целите на днешната беседа бе да осведомим всички

за нещата, които са възможни

в модерната невронаука,

но също толкова важно е

активно да ангажираме всички в този разговор.

Затова, нека помислим заедно, като един отбор, какво означава всичко това

и накъде можем, накъде трябва да поемем оттук,

защото Шу и аз мислим, че всички ние трябва

да вземем някои наистина важни решения в бъдеще.

Благодаря ви.
ШЛ:Благодаря ви.

(Аплодисменти)