Miš. Laserska zraka. Manipulirano sjećanje.

Možemo li promijeniti sadržaj naših sjećanja? To se pitanje, koje zvuči kao znanstvena fantastika, pitaju Steve Ramirez i Xu Liu u njihovom laboratoriju na MIT-u. Ukratko, oni su ispalili lasersku zraku u mozak živog miša kako bi aktivirali i manipulirali njegovim sjećanjem. U ovom neočekivano zanimljivom govoru oni dijele ne samo kako, već i – još važnije – zašto to čine. (Snimljeno na TEDxBostonu)

Steve Ramirez: Na mojoj prvoj godini postdiplomskog

našao sam se u sobi

kako jedem puno Ben & Jerry's,

gledam neko smeće na TV-u

i možda, ali možda slušajući Taylor Swift.

Upravo sam doživio prekid.

(Smijeh)

Dugo sam samo

prizivao uspomenu na tu osobu opet iznova,

želeći da se mogu riješiti tog osjećaja u stomaku,

visceralnog „blah“ osjećaja.

Igrom slučaja sam neuroznanstvenik

pa znam da su uspomena na tu osobu

i grozna, emotivna ispraznost koja boja to sjećanje

procesuirani različitim sustavima u mozgu.

I pomislio sam što ako možemo ući u mozak

i obraditi taj grozni osjećaj,

ali održati uspomenu na tu osobu netaknutom?

Tada sam shvatio da je to malo previsok cilj za sada.

Što ako bismo mogli započeti s ulaženjem u mozak

i pronalaskom jedne uspomene s kojom bismo započeli?

Bismo li mogli naglo vratiti tu uspomenu u život,

možda se poigrati sa sadržajem te uspomene?

Sve rečeno, postoji jedna osoba na cijelom svijetu sada

za koju se nadam da ne gleda ovaj govor.

(Smijeh)

Postoji kvaka. Postoji kvaka.

Ove vas ideje vjerojatno podsjećaju na „Total Recall“,

"Eternal Sunshine of the Spotless Mind,"

ili „Inception“,

Ali filmske zvijezde s kojima radimo

su zvijezde laboratorija.

Xu Liu: ispitni miš

(Smijeh)

Kao neuroznanstvenici radimo u laboratoriju s miševima

pokušavajući razumijeti kako pamćenje radi.

I danas se nadamo da ćemo vas uvjeriti

da zapravo možemo aktivirati sjećanje u mozgu

brzinom svjetlosti.

Kako bismo to napravili potrebna su dva koraka.

Prvo, pronađeš i označiš uspomenu u mozgu

i onda je aktiviraš prekidačem.

Poprilično jednostavno.

(Smijeh)

SR: Jeste li uvjereni?

Izgleda da pronalaženje uspomene u mozgu nije tako jednostavno.

XL: Uistinu. To je puno teže nego, recimo,

pronalaženje igle u plastu sijena,

jer bar znate da je igla nešto

što fizički možete dodirnuti.

Ali uspomena nije.

Također više je stanica u vašem mozgu

nego slamki u jednom plastu sijena.

Da, ovaj pothvat se čini obeshrabrujućim.

Ali, srećom, dobili smo pomoć od samog mozga.

Izgleda da je sve što trebamo učiniti

pustiti mozak da stvori sjećanje

i onda će nam mozak reći koje stanice sudjeluju

u određenoj uspomeni.

SR: Što se događalo u mom mozgu

dok sam prizivao sjećanje na bivšu?

Ako samo na sekundu potpuno ignorirate ljudsku etiku

i upravo mi razrežete mozak,

vidjeli biste da postoji velik broj

regija mozga koje su bile aktivne dok sam prizivao uspomenu.

Jedna regija u mozgu, koja bi bila posebno snažno aktivna,

zove se hipokampus,

koji je desetljećima uključen u procesuiranje

vrste uspomena koje smatramo bliskima i dragima

i koje to čini savršenim metama za

pronalazak i možda ponovno aktiviranje uspomene.

XL: Kada zumiramo hipokampus,

naravno da ćemo vidjeti mnogo stanica,

ali u stanju smo pronaći koje stanice sudjeluju

u određenoj uspomeni,

jer kad god je stanica aktivna

kao kada stvara uspomenu,

također ostavlja otisak koji će nam kasnije omogućiti

da znamo kako su te stanice nedavno bile aktivirane.

SR: Na isti način na koji vam svjetlo u zgradi po noći

govori da netko upravo tada radi tamo,

isto tako postoje i biološki senzori

unutar stanice koji su uključeni

samo kada ta stanica radi.

Oni su na neki način biološki prozori kojima je svjetlo upaljeno

kako bismo znali da je ta stanica upravo bila aktivna.

XL: Odrezali smo dio senzora

i dodali ga prekidaču pomoću kojeg kontroliramo stanice

i vratili smo prekidače u inženjeringom dobiven virus

te to ubrizgali u mozak miša.

Svaki put kada se stvara uspomena,

svaka će aktivna stanica za tu uspomenu

imati ugrađen prekidač.

SR: Ovako izgleda hipokampus

nakon što se stvori uspomena na strah, na primjer.

More plavog koje vidite ovdje

su gusto zbijene stanice mozga,

ali zelene stanice,

zelene stanice su one koje se tiču

određene uspomene na strah.

Gledate u kristalizaciju

brzog stvaranja straha.

Upravo gledate presjek uspomene.

XL: Sad, prekidač o kojem smo bili govorili,

idealno prekidač bi trebao djelovati jako brzo.

Ne trebaju proći minute i sati kako bi proradio.

Trebao bi djelovati brzinom mozga, u milisekundama.

SR: Što ti misliš, Xu?

Možemo li koristiti, recimo, farmakološke lijekove

kako bismo aktivirali ili deaktivirali moždane stanice?

XL: Ne. Lijekovi su nepredvidljivi. Šire se svuda.

Također, treba im vječnost da djeluju na stanice.

Neće nam omogućiti kontrolu uspomene u stvarnom vremenu.

Steve, što misliš o tome da zdrmamo mozak strujom?

SR: Pa struja putuje brzo,

ali vjerojatno nećemo moći naciljati

određenu stanicu koja sadrži uspomenu

i vjerojatno ćemo spržiti mozak.

XL: Oh. Istina. Izgleda da

stvarno trebamo pronaći bolji način

da utječemo na mozak brzinom svjetlosti.

SR: Igrom slučaja svjetlost putuje brzinom svjetlosti.

Možda možemo aktivirati ili deaktivirati uspomene

koristeći samo svjetlost--

XL: To je poprilično brzo.

SR: --i zato što normalne moždane stanice

ne reagiraju na valove svjetla,

pa bi one koje bi reagirale na valove svjetla

bile one koje sadrže prekidače osjetljive na svjetlost.

Kako bismo to učinili trebamo prevariti moždane stanice

da odgovaraju na laserske zrake.

XL: Da. Dobro ste čuli.

Pokušavamo pucati laserom u mozak.

(Smijeh)

SR: A tehnika koja nam to dopušta je optogenetika.

Optogenetika nam je dala svjetlosne prekidače koje možemo koristiti

kako bismo uključili ili isključili moždane stanice,

a ime tog prekidača je kanalrodopsin

koji se ovdje vidi kao zelene točke pričvršćene za ovu moždanu stanicu.

Možete zamisliti kanalrodopsin kao prekidač osjetljiv na svjetlost

koji se može umjetno ugraditi u moždanu stanicu

tako da možemo koristiti taj prekidač

kako bi aktivirali ili deaktivirali moždanu stanicu pritiskom na njega,

a u ovom slučaju ga pritišćemo valom svjetlosti.

XL: Ugradili smo ovaj kanalrodopsinov prekidač osjetljiv na svjetlost

na senzor o kojem smo bili pričali

i ubrizgali smo to u mozak.

Pa svaki put kada se stvori uspomena

svaka će stanica aktivna za tu određenu uspomenu

također imati ugrađen ovaj prekidač osjetljiv na svjetlost

kako bismo kontrolirali ove stanice

koristeći laser poput ovoga koji vidite.

SR: Hajdemo sada sve ovo testirati.

Ono što možemo učiniti je uzeti miševe

i možemo ih postaviti u kutiju, koja izgleda točno kao ova ovdje,

i možemo im blago stresti stopala

kako bi stvorili uspomenu straha od ove kutije.

Nauče da se nešto loše dogodilo ovdje.

Sad s našim sustavom, stanice koje su aktivne

u hipokampusu, zbog stvaranja uspomene,

samo će one sadržavati kanalrodopsin.

XL: Kada si mal poput miša,

osjećaš se kao da te cijeli svijet želi uhvatiti.

Pa je tvoja najbolja obrana

pokušati biti neprimijećen.

Kad god se miš boji,

pokazat će veoma tipično ponašanje

ostajući u jednom kutu kutije,

pokušavajući ne micati nijedan dio tijela,

a ovo držanje se zove zamrzavanje.

Ako se miš sjeća da se nešto loše dogodilo u kutiji,

kada ih vratimo natrag u kutiju,

odmah će pokazati zamrzavanje,

jer ne želi biti otkriven

od strane bilo kakve opasnosti u kutiji.

SR: Možete zamisliti zamrzavanje kao,

hodate niz ulicu gledajući svoja posla

i odjednom skoro naletite na

bivšu curu ili dečka

i sada te strašne dvije sekunde

kada razmišljate, „Što napraviti? Trebam li pozdraviti?

Trebamo li se rukovati? Da se okrenem i pobjegnem?

A da sjednem ovdje i pretvaram se da ne postojim?“

Takve misli o bježanju te fizički oduzmu,

daju ti izgled srne pred jurećim autom.

XL: Ako stavite miša u posve različitu,

novu kutiju, poput sljedeće,

neće se plašiti te kutije,

jer nema razloga zbog kojih bi se bojao nove okoline.

Ali što ako stavimo miša u novu kutiju

i u isto vrijeme aktiviramo uspomenu straha

koristeći laser kao što smo učinili prije?

Hoćemo li vratiti uspomenu straha

na prvu kutiju u ovaj posve novi okoliš?

SR: Dobro, to je eksperiment vrijedan milijun dolara.

Sad kako bismo vratili u život uspomenu na taj dan,

sjećam se da su Red Soxi upravo pobijedili,

bio je zeleni proljetni dan,

savršen za šetnju uz rijeku

i onda možda odlazak do North Enda

na nekakav desert, samo kažem.

Xu i ja smo, u drugu ruku,

bili u posve tamnoj sobi bez prozora

ne radeći ni pokrete očiju koji imalo podsjećaju na treptaj oka,

jer su naše oči bile uperene na zaslon računala.

Gledali smo u miša pokušavajući aktivirati uspomenu

po prvi put koristeći ovu tehniku.

XL: I vidjeli smo ovo.

Kada smo stavili miša u kutiju,

istraživao je, njuškao, hodao uokolo,

gledao svoja posla,

jer su po prirodi,

miševi znatiželjne životinje.

Žele znati što se dešava u ovoj novoj kutiji?

Zanimljivo je.

Ali u trenutku kada smo uključili laser, kao što sada vidite,

miš se odjednom zamrznuo.

Ostao je tamo i pokušao je ne micati nijedan dio svoga tijela.

To je očigledno zamrzavanje.

Uistinu, izgleda da smo uspjeli vratiti

uspomenu straha od prve kutije

u ovo posve novo okruženje.

Dok smo to gledali, Steve i ja

smo bili šokirani koliko i sam miš.

(Smijeh)

Nakon eksperimenta nas smo dvojica samo napustili sobu

bez da smo išta reklil.

Nakon dugog, neugodnog vremenskog perioda

Steve je prekinuo tišinu.

SR: „Je li to upravo uspjelo?“

XL: „Da“ rekao sam. „Uistinu je uspjelo!“

Vrlo smo uzbuđeni oko ovoga.

I onda smo objavili naše pronalaske

u časopisu Nature.

Otkad smo objavili naš rad,

primili smo mnogo komentara

s čitavog Interneta.

Mogli bismo pogledati neke od njih.

[„OMGGGGG KONAČNO… toliko toga još treba doći, virtualna stvarnost, neuralna manipulacija, emulacija snova, neuralno kodiranje „pisanje i mijenjanjanje uspomena“, mentalne bolesti. Ahhh budućnost je zakon“]

SR: Prva stvar koju ćete zamijetiti je da ljudi

imaju čvrsto mišljenje o ovoj vrsti rada.

Potpuno se slažem s optimizmom

ovog citata,

jer na ljestvici od nule pa do glasa Morgana Freemana,

to je jedno od najprimamljivijih priznanja

koje je došlo do nas.

(Smijeh)

No kao što vidite, to nije jedino mišljenje koje je tamo.

[„Ovo me nasmrt prestrašilo… Što ako bi to lako mogli činiti ljudima za nekoliko godina? O moj Bože, propali smo.“]

XL: Uistinu, ako promotrimo drugi,

mislim da se možemo složiti da

nije baš pozitivan.

Ali ovo nas također podsjeća da je,

iako još uvijek radimo s miševima,

vjerojatno dobra ideja početi razmišljati i raspravljati

o mogućim etičkim posljedicama

kontrole sjećanja.

SR: Sad, u duhu trećeg citata,

želimo vam govoriti o novom projektu na kojem

radimo u laboratoriju, a zove se Project Inception.

[„Trebali bi napraviti film o ovome. Gdje ugrade ideje u ljudski um kako bi ih mogli kontrolirati u svoju korist. Nazovimo ga: Inception“]

Raspravljali smo o tome kako možemo ponovno aktivirati uspomenu,

što ako to učinimo, ali onda počnemo petljati s tom uspomenom?

Možemo li ju čak pretvoriti u lažnu uspomenu?

XL: Sve uspomene su sofisticirane i dinamične,

ali, zbog lakšeg razumijevanja, zamislimo uspomenu

kao filmski isječak.

Dosad smo vam rekli da mi zapravo možemo kontrolirati

ovu „play“ tipku isječka

tako da možemo pustiti ovaj video isječak bilo kad i bilo gdje.

Ali postoji li mogućnost da možemo zapravo ući

unutar mozga i urediti video ulomak

tako da ga učinimo drugačijim od originala?

Možemo.

Ispalo je da je zapravo sve što trebamo

ponovno aktivirati uspomenu pomoću lasera kao što smo već učinili,

ali u isto vrijeme, ako prikažemo novu informaciju

i dopustimo novoj informaciji da se ugradi u staru uspomenu,

ovo će promijeniti uspomenu.

To je nešto poput pravljenja remix pjesme.

SR: Kako smo to učinili?

Umjesto pronalaženja uspomene na strah u mozgu,

možemo započeti uzimanjem naših životinja

i recimo da ih stavimo u plavu kutiju poput ove kutije ovdje

i pronađemo moždane stanice koje prikazuju tu plavu kutiju

i prevarimo ih tako da reagiraju na puls svijetla,

točno kako smo već rekli prije.

Sljedeći dan možemo uzeti naše životinje i staviti ih

u crvenu kutiju koju nikada dosad nisu doživjeli.

Možemo ispaliti svjetlost u njihov mozak i ponovno aktivirati

uspomenu na plavu kutiju.

Što bi se dogodilo ovdje kad bi im, dok se životinja

prisjeća uspomene na plavu kutiju,

dali nekoliko blagih šokova u stopala?

Ovdje pokušavamo umjetno napraviti poveznicu

između uspomene na plavu kutiju

i šoka stopala.

Samo pokušavamo spojiti to dvoje.

Kako bi testirali jesmo li uspjeli,

možemo uzeti naše životinje još jednom

i staviti ih natrag u plavu kutiju.

Opet, upravo smo reaktivirali uspomenu na plavu kutiju

dok životinja dobiva nekoliko blagih šokova stopala

i sad se životinja zamrzla.

Kao da se sjeća da je blago šokirana u ovom okružju

iako se to nikada zapravo nije dogodilo.

Stvorilo je lažnu uspomenu,

jer je strah od okružja lažan gdje se,

tehnički govoreći,

ništa loše nije dogodilo.

XL: Dosad smo govorili jedino o

„uključeno“ prekidaču kontroliranom svjetlošću.

Zapravo imamo i „isključeno“ prekidač kontroliran svjetlošću

i veoma je lagano zamisliti da,

instalirajući ovaj „off“ prekidač kontroliran svjetlošću,

možemo također isključiti uspomenu, bilo kad, bilo gdje.

Sve o čemu smo govorili danas

je bazirano na filozofski nastrojenom principu neuroznanosti

da je um, sa svojim naizgled misterioznim svojstvima,

zapravo napravljen od fizičke tvari kojom možemo petljati.

SR: I za mene osobno,

vidim svijet gdje možemo ponovno aktivirati

bilo koju uspomenu koju želimo.

Također vidim svijet gdje možemo obrisati neželjene uspomene.

Čak vidim i svijet gdje je uređivanje uspomena

nešto realno,

jer živimo u vremenu kada je moguće

ubrati pitanja s drveta znanstvene fantastike

i prizemljiti ih eksperimentalnom stvarnošću.

XL: Danas ljudi u laboratorijima

i ljudi u drugim grupama svuda po svijetu

koriste slične metode kako bi aktivirali ili obradili uspomene

bilo da su stare ili nove, pozitivne ili negativne,

različite vrste uspomena kako bi razumjeli

kako uspomene rade.

SR: Na primjer, jedna grupa u našem laboratoriju

je uspjela pronaći moždane stanice koje čine uspomene na strah

i prevela ih je u ugodne uspomene, samo tako.

Upravo to mislim o obrađivanju takvih procesa.

Jedan lik je u laboratoriju čak uspio ponovno aktivirati

uspomene ženskog miša u muškom mišu,

a glasine govore da je to ugodno iskustvo.

XL: Uistinu, živimo u vrlo uzbudljivom trenutku

gdje znanost nema određenu brzinu,

već je jedino ograničena našom maštom.

SR: I konačno, što možemo zaključiti iz svega ovoga?

Kako progurati ovu tehnologiju naprijed?

Ova pitanje ne trebaju ostati

samo unutar laboratorija,

a jedan od ciljeva današnjeg govora je da svima

pokažemo što je sve moguće

u modernoj neuroznanosti,

ali sad, jednako važno,

da aktivno uključimo sve u ovaj razgovor.

Hajdemo zajedno kao tim razmisliti o tome što sve ovo znači

i gdje možemo i trebamo ići dalje,

jer Xu i ja mislimo da su ispred nas

neke velike odluke.

Hvala vam.
XL: Hvala vam.

(Pljesak)