Forskere får mus til at huske ting, der ikke skete

Forskere har skabt en falsk hukommelse hos mus ved at manipulere neuroner, der bærer et steds hukommelse. Værket viser yderligere, hvor upålidelig hukommelse kan være. Det lægger også ny grund til at forstå celleadfærden og kredsløbet, der styrer hukommelsen, og det kan en dag hjælpe forskere med at opdage nye måder at behandle psykiske sygdomme påvirket af hukommelsen.

Husk dette: De røde neuroner er hjernecellerne i hippocampus af en mus, der bærer en ny hukommelse fra et bestemt sted.

I den undersøgelse , udgivet i Videnskab torsdag viser MIT-forskerne, at de kan ændre en hukommelse og få en mus til at tro, at den oplevede noget, den ikke gjorde. Susumu Tonegawa , en neuroforsker ved MIT, og medlemmer af hans laboratorium brugte mus, der var genetisk modificerede for at tillade, at visse neuroner blev aktiveret med et lysglimt; teknikken gjorde det muligt for forskerne at aktivere en hukommelse, der fik en mus til at tro, at den havde oplevet elektriske stød i en bestemt boks, selv om sådan noget ikke var sket der. Hukommelsesprocessen er intet som en båndoptagelse, siger studiets medforfatter Steve Ramirez. Det er virkelig formbart og modtageligt for inkorporering af ny information.

Resultaterne er virkelig overvældende, siger Sheena Josselyn , en neuroforsker ved Hospital for Sick Children i Toronto. Det viser, at dine erindringer i virkeligheden bare er aktiviteter af forskellige celler, og de kan træde i stedet for en faktisk ting, der skete ved blot at aktivere nogle celler i hjernen, siger hun. Folk har leget med denne idé i et stykke tid, men at have en teori og vise den er to forskellige ting.

Fremskridt inden for neurovidenskabelige metoder og teknologi giver forskere en hidtil uset forståelse af erindringernes biologiske grundlag. I de senere år har forskere afsløret detaljer om de molekylære og cellulære komponenter i hukommelsesskabelse og det elektriske sprog, som celler bruger til at genkalde minder (se Fremstilling af minder og Et første skridt mod en protese til hukommelse).

Mere generelt udforsker neurovidenskabsmænd i stigende grad menneskelig erkendelse ved dens molekylære og cellulære oprindelse. En dag kan denne dybere forståelse føre til bedre eller nye behandlinger, såsom hukommelsesimplantater, der erstatter tabte erindringer (se Hukommelsesimplantater) eller nye lægemidler til at booste gavnlig hukommelsesrekonsolidering.

Tidligere havde det MIT-baserede team vist at det kunne udpege placeringen og samlingen af ​​celler, der bærer en hukommelse, og at aktivering af disse celler stimulerede hukommelsesgenkaldelse hos mus. For at skabe den nye, falske hukommelse genaktiverede Tonegawas hold en muses hukommelse om et sikkert sted, mens dyret modtog stød i fødderne og transformerede dermed den oprindelige hukommelse.

For det første brugte holdet genetiske tricks til at mærke hjernecellerne involveret i hukommelsen af ​​et kammer, der var sikkert og neutralt. Den næste dag satte de dyret i et andet kammer, en helt anden indstilling. Der fik dyret fodstød, mens forskerne samtidig skinnede lys for at genaktivere hukommelsen om det harmløse første kammer. Da dyret blev sat tilbage i det første kammer, frøs det frygtsomt - et klart tegn på, at det huskede at blive chokeret i det kammer, selvom det aldrig skete. Det dannede en falsk hukommelse, siger Ramirez.

Et af de langsigtede mål for arbejdet er at kunne identificere nye metoder til at hjælpe patienter med kognitive lidelser. Det er ikke, fordi vi ønsker at implantere eller 'optage' nogle falske erfaringer i det menneskelige sind, men fordi det i sidste ende kunne være nyttigt at udvikle metoder til at reducere kognitive abnormiteter forbundet med psykiatriske sygdomme, såsom vrangforestillinger, som patienter med skizofreni oplever, siger Tonegawa.

Værket udforsker også hukommelsens mekanismer på celle- og kredsløbsniveau. En anden samling af neuroner i hippocampus blev aktiveret til hukommelsen af ​​de to forskellige kamre. Holdet fandt også ud af, at ikke alle regioner i hippocampus er skabt lige - teknikken fungerede i en underregion, men ikke en anden, hvilket antyder forskellige roller for underregionerne i trinnene med at skabe og behandle minder, siger Ramirez.

Den måde, den falske hukommelse dannes på i musen, er dybest set den samme cellulære mekanisme, der tjener rigtige minder, siger Tonegawa, som forklarer, hvorfor folk med falske erindringer kan være så overbeviste om, at de er rigtige. Menneskets hukommelse kan være meget upålidelig, siger Tonegawa. I juridiske sammenhænge bør vidnesbyrd baseret på hukommelse betragtes med meget mindre vægt.

Josselyn er enig i, at resultaterne antyder, at falske minder ikke er så ualmindelige, som mange tror. På et tidspunkt skal vi ikke rigtig stole på vores minder, for nogle ting, vi husker, skete ikke rigtig, siger hun. Denne nye undersøgelse viser, at det ikke engang er nødvendigt at tænke på en hukommelse for at ændre den. Man kan bare aktivere cellerne, siger Josselyn.

Fremtidige skridt vil være at bruge teknologien til hukommelsesmanipulation til at forsøge at rette op på uønskede aspekter af hjernefunktionen, såsom depression og angst, som begge er karakteriseret ved indtrængen af ​​uønskede minder eller en manglende evne til at forbinde positive følelser med minder. Den direkte manipulation af erindringer hos mennesker ville kræve nye, mindre invasive teknologier, fordi de optogenetiske teknikker, der anvendes i undersøgelsen, kræver virus-medieret genetisk modifikation af neuroner og en kirurgisk implanteret lyskilde.

Men forskere håber, at nogle resultater fra undersøgelsen i sidste ende kan bruges til at hjælpe mennesker. Hvis vi virkelig kan redigere et minde, kan vi måske redigere det til gavn for en patient, siger Ramirez.

skjule