Un topo. Un raggio laser. Un ricordo manipolato.

Possiamo modificare il contenuto dei nostri ricordi? È una domanda permeata di fantascienza che Steve Ramirez e Xu Liu stanno analizzando nel loro laboratorio al MIT. Fondamentalmente, proiettano raggi laser nel cervello di topi vivi per attivare e manipolare i ricordi. In questo discorso sorprendentemente divertente, ci spiegano non solo come, ma soprattutto perché lo fanno. (Filmato a TEDxBoston).

Steve Ramirez: Al primo anno di università

mi sono ritrovato nella mia stanza

a mangiare un sacco di gelato

guardando programmi tv spazzatura

e forse, forse ascoltavo Taylor Swift.

Avevo appena terminato una relazione sentimentale.

(Risate)

Quindi per moltissimo tempo
tutto quello che facevo

era pensare a questa persona in continuazione,

desiderando sbarazzarmi
di quella sensazione di disgusto

viscerale "blah".

Ora, come potete notare,
sono un neuroscienziato,

quindi so che il ricordo di quella persona

e quelle tremende sfumature emotive
che colorano i ricordi,

sono in gran parte mediate
da sistemi separati del cervello.

Così ho pensato: cosa succederebbe
se potessimo penetrare nel cervello

e modificare quella sensazione nauseante

ma allo stesso tempo mantenere intatto
il ricordo di quella persona?

Poi ho realizzato, forse è un po' eccessivo per il momento.

E se invece iniziassimo
penetrando nel cervello

per trovare un singolo ricordo
con cui cominciare?

Potremmo riavviare quel particolare ricordo

o magari addirittura giocare con il suo contenuto?

Detto questo, c'è una sola persona al mondo

che spero non stia guardando questo discorso.

(Risate)

Ma c'è un problema, un inghippo.

Questa idea probabilmente
vi ricorda i film "Atto di forza"

"Se mi lasci ti cancello",

o "Inception".

Tuttavia, le star del cinema con le quali lavoriamo

sono le celebrità del laboratorio.

Xu Liu: Cavie da laboratorio.

(Risate)

Da neuroscienziati,
lavoriamo nel laboratorio con i topi

e cerchiamo di capire come funziona la memoria.

E oggi, speriamo di convincervi che ora

siamo in grado di attivare un
ricordo nel nostro cervello

alla velocità della luce.

Per farlo, ci sono due semplici passaggi da seguire.

Innanzitutto, si cerca e si etichetta un ricordo nel cervello,

poi lo si attiva tramite un interruttore.

Più semplice di così.

(Risate)

SR: Ne sei convinto?

In realtà, trovare un ricordo nel cervello
non è poi così semplice.

XL: Anzi, è ancora più difficile

che trovare un ago in un pagliaio,

perché almeno, si sa, un ago è qualcosa su cui

si possono mettere le mani fisicamente.

Ma il ricordo non lo è.

Inoltre, ci sono molte più cellule nel cervello

rispetto ai fuscelli di paglia in un pagliaio.

Quindi sì, questo compito
sembra davvero scoraggiante.

Ma fortunatamente, ci viene in aiuto il cervello stesso.

Sappiamo che tutto quello
che dobbiamo fare in pratica

è lasciare che il cervello crei un ricordo,

e poi lo stesso ci dirà quali cellule sono coinvolte

in quel particolare ricordo.

SR: Allora, cosa succedeva nel mio cervello

quando richiamavo il ricordo della mia ex?

Se ignorassimo completamente
l'etica umana per un secondo

e facessimo a fette il mio cervello in questo momento,

vedreste un immenso numero

di aree del cervello attive
mentre ripensavo a quel ricordo.

Un'area del cervello
che sarebbe estremamente attiva

è chiamata specificamente ippocampo,

che per decenni è stata implicata nell'elaborazione

di ogni tipo di ricordo a noi caro e

che fa dell'ippocampo un bersaglio ideale

dove andare a cercare e forse riattivare un ricordo.

XL: Quando si fa un ingrandimento dell'ippocampo,

ovviamente si vedono tantissime cellule,

ma noi siamo in grado di trovare
quali sono le cellule interessate

in un particolare ricordo,

perché ogni volta che una cellula si attiva,

per esempio quando sta formando un ricordo,

lascerà anche un'impronta
che successivamente ci permetterà di sapere

se queste cellule sono state recentemente attive.

SR: Così come di notte le luci negli edifici

ci permettono di sapere che qualcuno
probabilmente sta lavorando lì in un dato momento,

nel vero senso della parola, ci sono sensori biologici

all'interno di una cellula che si accendono

solo quando quella cellula sta funzionando.

Sono come finestre biologiche
che si accendono

e ci fanno capire che quella cellula era attiva.

XL: Quindi abbiamo selezionato
una parte di questo sensore,

l'abbiamo collegata a un pulsante
per controllare le cellule,

e abbiamo collocato questo pulsante
in un virus creato in laboratorio

che abbiamo iniettato
nel cervello delle cavie.

Perciò, ogni volta che si crea un ricordo,

ogni cellula che si attiva per quel ricordo

avrà questo pulsante installato.

SR: Qui vediamo com'è fatto l'ippocampo

dopo aver generato un ricordo di paura, per esempio.

Il mare di colore azzurro che vedete qui

è composto da cellule del cervello molto compatte,

ma le cellule del cervello di colore verde,

sono quelle che conservano

uno specifico ricordo di timore.

Quindi stiamo esaminando la cristallizzazione

della formazione transitoria della paura.

Praticamente adesso state osservando una sezione trasversale di un ricordo.

XL: Ora, stavamo parlando del pulsante,

l'ideale sarebbe se il pulsante
funzionasse molto velocemente.

Non dovrebbe metterci minuti oppure ore per funzionare.

Dovrebbe funzionare alla stessa velocità del cervello,
in millisecondi,

SR: Che cosa ne pensi Xu?

Potremo quindi usare farmaci

per attivare o disattivare le cellule celebrali?

XL: No. I farmaci causano troppi problemi.
Si diffondono dappertutto.

E poi ci impiegano un'eternità per avere effetto sulle cellule.

Quindi non potremmo controllare
un ricordo in tempo reale.

Allora Steve, e se invece fulminassimo
il cervello con l'elettricità?

SR: L'elettricità è molto veloce,

ma probabilmente non saremmo in grado di mirare

alle cellule specifiche che conservano un particolare ricordo

e probabilmente friggeremmo il cervello.

XL: Oh. Questo è vero. Quindi sembra che

dobbiamo trovare un modo migliore

per avere un impatto sul cervello alla velocità della luce.

SR: Guarda caso, la luce
viaggia alla velocità della luce.

Potremmo attivare o disattivare i ricordi

semplicemente usando la luce.

XL: Questo è un sistema molto veloce.

SR: E poiché normalmente le cellule cerebrali

non rispondono agli impulsi luminosi,

allora quelle che risponderanno agli impulsi luminosi

saranno quelle che contengano
un pulsante sensibile alla luce.

Per fare ciò, dobbiamo innanzitutto
ingannare le cellule cerebrali

in modo che rispondano ai raggi laser.

XL: Esatto. Avete capito bene.

Stiamo cercando di colpire il cervello
con dei raggi laser.

(Risate)

SR: E la tecnica che lo rende possibile
è l'optogenetica.

L'optogenetica ci ha fornito questo pulsante luminoso
che utilizziamo

per accendere e spegnere le cellule cerebrali

e il nome dell'interruttore è canal-rodopsina,

che appare qui sottoforma di puntini verdi
collegati a questa cellula cerebrale.

Potete immaginare la canal-rodopsina
come una specie di interruttore sensibile alla luce

che può essere installato artificialmente
nelle cellule cerebrali

così che ora siamo in grado
di usare tale interruttore

per attivare o disattivare la cellula
semplicemente selezionandolo,

e in questo caso lo selezioniamo
con impulsi luminosi.

XL: Quindi colleghiamo questo interruttore
di canal-rodopsina sensibile alla luce

al sensore di cui abbiamo parlato prima

e lo iniettiamo nel cervello.

Così, ogni volta che si forma un ricordo,

qualsiasi cellula attiva per quel particolare ricordo

avrà con sé l'interruttore sensibile alla luce,

e noi possiamo così controllare queste cellule

con un impulso laser come questo che vedete.

SR: Bene, ora testiamo tutto questo.

Quello che possiamo fare è
prendere i nostri topi

e metterli in un contenitore
simile a questo,

e poi provochiamo un piccolo shock alle zampe

così che formino un ricordo
di paura di quel contenitore.

Imparano che lì dentro è accaduto
qualcosa di spiacevole.

Con il nostro sistema,
le cellule che nell'ippocampo

sono attive nella formazione del ricordo,

solo quelle cellule conterranno ora la canal-rodopsina.

XL: Se siete piccoli come un topo,

è come se il mondo intero cercasse di afferrarvi.

Così, la migliore reazione di difesa

è cercare di non farsi vedere.

Ogni volta che un topo ha paura,

mostrerà questo comportamento tipico

rimanendo fermo in un angolo del contenitore

cercando di non muovere nessuna parte del corpo,

e questa posizione si chiama immobilizzazione.

Quindi, se un topo ricorda che qualcosa di spiacevole
è accaduto in quel contenitore,

quando viene rimesso al suo interno,

si mostrerà immobile

perché non vuole essere notato

da qualsiasi minaccia potenziale
presente nel contenitore.

SR: Potete pensare alla reazione di immobilizzazione

come a quando state camminando per la strada
pensando ai fatti vostri,

e poi all'improvviso vi imbattete

nella vostra ex o nel vostro ex,

e per due terribili secondi

pensate: "Che faccio? Saluto dicendo ciao?"

Stringo la mano? Mi giro dall'altra parte?

Mi siedo qui e faccio finta di non esistere?"

Pensieri transitori che in genere ci rendono fisicamente incapaci,

che ci fanno sembrare come animali abbagliati
dalle luci di un'auto.

XL: Tuttavia, se mettiamo il topo in un contenitore
completamente diverso,

come questo,

non ne sarà spaventato

perché non ha motivo di temere
questo nuovo ambiente.

Ma che succede se mettiamo il topo
nel nuovo contenitore,

e allo stesso tempo attiviamo il ricordo della paura

usando i laser come abbiamo fatto prima?

Siamo in grado di trasferire il ricordo della paura

dal vecchio al nuovo ambiente?

SR: Bene, ecco un esperimento
da un milione di dollari.

Per far riaffiorare il ricordo di quel giorno,

mi ricordo che i Red Sox avevano appena vinto,

era un bel giorno di primavera,

perfetto per andare su e giù per il fiume

e poi magari andare alla North End

per prendere dei cannoli, tanto per dire.

Ora Xu e io, invece,

eravamo in una stanza
senza finestre completamente buia

evitando qualsiasi movimento che potesse
somigliare anche remotamente a un battito di ciglia

perché i nostri sguardi erano fissi
sullo schermo di un computer.

Stavamo osservando questo topo che cercava
di attivare un ricordo

usando la nostra tecnica per la prima volta.

XL: E questo è ciò che abbiamo visto.

Quando abbiamo messo il topo nel contenitore,

che ha cominciato a esplorare, annusare,
camminare in giro,

facendosi gli affari suoi,

perché i topi sono animali

molto curiosi di natura.

Vogliono sapere,
che succede in questo nuovo contenitore?

È interessante.

Ma quando abbiamo attivato il laser,
come vedete ora,

improvvisamente il topo
si è paralizzato.

Si è messo qui e ha cercato di non muovere
nessuna parte del corpo.

Chiaramente è paralizzato.

Perciò, sembra proprio che siamo in grado

di far riafforare un ricordo di paura
dal primo contenitore

in questo ambiente completamente nuovo.

Mentre osservavamo tutto ciò,
Io e Steve

siamo rimasti scioccati, proprio come il topo.

(Risate)

Così, dopo l'esperimento,
siamo usciti dal laboratorio

senza dire niente.

Dopo un bel po' di tempo,

Steve ha rotto il silenzio.

SR: "Ha funzionato?"

XL: "Sì", dissi, "Ha funzionato eccome!"

Eravamo veramente emozionati al riguardo.

In seguito abbiamo pubblicato
le nostre scoperte

sulla rivista Nature.

Da quando abbiamo pubblicato il nostro lavoro,

abbiamo ricevuto numerosi commenti

da tutto il mondo del web.

Magari possiamo dare un'occhiata
a un paio di questi.

["ODDIOOOOO FINALMENTE... così tanto ancora da scoprire sulla realtà virtuale, manipolazione neuronale, emulazione onirica visiva... codificazione neuronale, 'scrittura e ri-scrittura dei ricordi', malattie mentali. Ah, il futuro è meraviglioso"]

SR: La prima cosa che noterete
è che le persone

hanno opinioni molto forti
riguardo questo tipo di ricerca.

Ora io sono perfettamente d'accordo
con l'ottimismo

della prima citazione,

perché su una scala da zero
alla voce di Morgan Freeman,

questo è stato uno dei più profondi elogi

che io abbia mai ricevuto.

(Risate)

Ma come potete vedere, non è l'unica opinione là fuori.

["Mi spaventa a morte... Che cosa accadrebbe se tra un paio di anni saranno in grado di farlo sugli esseri umani?! MIO DIO, SIAMO SPACCIATI"]

XL: Di certo, se leggiamo questo secondo commento,

penso che siamo tutti d'accordo nel dire che, ecco,

probabilmente non è positivo.

Ma ci fa ricordare che,

sebbene stiamo ancora lavorando sui topi,

è opportuno cominciare a ragionare e discutere

sulle possibili implicazioni etiche

del controllo dei ricordi.

SR: Ora, nello spirito del terzo commento,

vogliamo parlarvi di un recente progetto

che ci vede coinvolti e che abbiamo chiamato
Progetto Inception.

["Dovrebbero farci un film. Dove impiantano idee nelle menti delle persone, così che possono controllarle le idee per i loro scopi personali. Lo chiameremo: Inception."]

Abbiamo ragionato sul fatto che,
dato che ora possiamo riattivare un ricordo,

che cosa accadrebbe se cominciassimo
a fare esperimenti con quel ricordo?

Potremmo eventualmente trasformarlo in un falso ricordo?

XL: La memoria è qualcosa di sofisticato e dinamico,

ma solo per semplicità,
immaginiamo che il ricordo

sia lo spezzone di un film.

Finora vi abbiamo detto che in pratica
controlliamo il pulsante

"play" del filmato,

così che possiamo riprodurre il video
in qualsiasi momento, ovunque.

Ma c'è la possibilità di penetrare

nel cervello e modificare il video

così da renderlo diverso dall'originale?

Sì, si può fare.

Quello che dobbiamo fare è in pratica

riattivare un ricordo usando i laser come
abbiamo fatto prima,

ma, allo stesso tempo,
se presentiamo una nuova informazione

e facciamo sì che questa nuova informazione
venga incorporata al vecchio ricordo,

questo modificherà il ricordo stesso.

È come fare un remix.

SR: Come realizziamo tutto questo?

Piuttosto che cercare ricordi di paura nel cervello,

possiamo cominciare con afferrare le noste cavie,

metterle in una scatola blu come questa,

cosi da trovare le cellule cerebrali
che rappresentano la scatola blu,

e le inganniamo facendole rispondere
agli impulsi luminosi

come abbiamo spiegato prima.

Il giorno seguente, prendiamo le cavie
e le mettiamo

in una scatola rossa che non hanno mai visto prima.

Proiettiamo dei fasci luminosi nel cervello
per far riaffiorare

il ricordo della scatola blu.

E cosa accade se mentre l'animale

sta rivivendo il ricordo della scatola blu,

noi diamo un paio di piccole scosse?

Stiamo cercando di creare
artificialmente un'associazione

tra il ricordo della scatola blu

e le scosse stesse.

Stiamo cercando di collegare le due cose.

Per verificare se ci siamo riusciti,

possiamo prendere le cavie di nuovo

e riporle nuovamente nella scatola blu.

Abbiamo appena riattivato il ricordo
della scatola blu

mentre l'animale riceveva un paio di scosse alle zampe,

e ora l'animale improvvisamente si paralizza.

È come se stesse ricordando
di aver ricevuto delle scosse in questo ambiente

anche se non è mai accaduto realmente.

Abbiamo formato un falso ricordo

perché l'animale ha paura di un ambiente

dove, tecnicamente parlando,

non gli è accaduto nulla.

XL: Per ora stiamo solo parlando

di questo attivatore controllato dalla luce.

Di fatto, abbiamo anche un interruttore simile
che serve per disattivare,

ed è facile immaginare che

installando un interruttore per disattivare,

possiamo anche cancellare un ricordo,
in qualsiasi momento, ovunque.

Dunque, tutto quello di cui abbiamo discusso oggi

è basato su questo sofisticato principio
delle neuroscienze

secondo cui la mente, con le sue apparenti
proprietà misteriose,

in realtà è fatta di materia fisica
che possiamo manipolare.

SR: E per quanto mi riguarda,

vedo un mondo dove possiamo riattivare

qualsiasi tipo di ricordo che ci piace.

Vedo anche un mondo dove possiamo
cancellare i ricordi indesiderati.

E vedo un mondo dove modificare i ricordi

fa parte della realtà,

perché viviamo in un tempo
dove è possibile

cogliere delle domande
dall'albero della fantascienza

e coltivarle nella realtà sperimentale.

XL: Attualmente, persone in laboratorio

e persone in altri gruppi in tutto il mondo

stanno utilizzando metodi simili
per attivare o modificare i ricordi,

siano essi nuovi o vecchi,
positivi o negativi,

ogni tipo di ricordo, così
da riuscire a comprendere

come funziona un ricordo.

SR: Per esempio, un gruppo nel nostro laboratorio

è riuscito a trovare le cellule cerebrali
che creano un ricordo di paura

e a trasformalo in un ricordo piacevole.

Questo è esattamente ciò che intendo sul modificare
questo tipo di processi.

Un individuo in laboratorio è riuscito a riattivare

ricordi di topi femmina in topi maschi,

e si dice che si tratti di un'esperienza piacevole.

XL: Infatti, stiamo vivendo un momento molto emozionante

dove la scienza non ha alcun limite arbitrario di velocità

ma è vincolata solo dalla nostra immaginazione.

SR: Infine, cosa ne facciamo di tutto questo?

Come far avanzare questa tecnologia?

Queste sono le domande che non devono rimanere

rinchiuse dentro il laboratorio,

quindi uno degli obiettivi del discorso di oggi
è portare tutti

al passo con ciò che è possibile fare

nella moderna neuroscienza,

ma, altrettanto fondamentale,

è coinvolgere attivamente tutti in questa conversazione.

Quindi cerchiamo di ragionare tutti insieme,
come una squadra, su ciò che questo significa

e dove possiamo e dovremmo
andare di qui in avanti

perché Xu e io abbiamo

alcune decisioni davvero importanti davanti a noi.

Grazie.
XL: Grazie.

(Applausi)