Kan forskere 'hacke' minne?

Moderne vitenskap gir oss uendelige muligheter for å hjelpe kroppene og sinnene våre med å holde seg sunne, men noen nyere vitenskapelige sysler har også vært sentrum for kontrovers. En av disse er forskernes interesse for å manipulere minner. Er denne bragden mulig, og i så fall, hvorfor skulle vi ønske å oppnå den?

I denne Spotlight-funksjonen undersøker vi om forskere kan oppnå minnehåndtering, og hvordan de kan gjøre det.

Minnene våre utgjør så mye av hvem vi er, og de tingene vi husker kan ofte definere vår opplevelse av verden.

Og mens positive minner kan hjelpe oss å vokse og trives, har ikke negative minner alltid slike velkomne effekter.

Noen ganger kan ubehagelige minner være en del av en læringskurve - å bli skåldet med kokende vann betyr at neste gang vil vi være mer forsiktige når vi håndterer kjelen.

Imidlertid er det også minner som er virkelig traumatiske, og å huske dem kan føre til nød og alvorlige psykiske helsemessige forhold, for eksempel posttraumatisk stresslidelse (PTSD).

Studiet av hukommelse - dannelse, tilbakekalling og glemmer - tiltrekker seg mye oppmerksomhet og nysgjerrighet blant nevrologer, psykologer og til og med forskere fra humaniora, ettersom det fortsatt er så mye vi ikke helt forstår om prosessene rundt hukommelsen.

Og mens vi fremdeles trenger å finne ut mer om hvordan minner dannes i hjernen, har forskere de siste årene begynt å undersøke muligheten for å manipulere minner - spesielt negative - for å se om de kan svekke eller fjerne dem helt.

I denne Spotlight-funksjonen ser vi kort på hvorfor vi husker og hvorfor vi naturlig glemmer. Vi utforsker også noen studier som har fordypet seg i minnemanipulering, og forklart hvordan forskere tar sikte på å oppnå det, og hvorfor.

Hukommelse og glemmer

Når hjernen koder for informasjon, lagres disse dataene i grupper av nevroner som synapser - eller koblinger som gjør at hjerneceller kan "kommunisere" - koble sammen.

Forskere forbinder vanligvis sterkere synapser med bedre hukommelse, og hjernen "oppdaterer" kontinuerlig synaptiske forbindelser, danner nye eller styrker gamle, etter hvert som nye minner bygger eller vi oppdaterer eldre.

Imidlertid kan synapser også bli svakere hvis de ikke aktiveres ofte nok, og hjernen mister ofte noen av disse forbindelsene helt. Dermed kan glemme skje naturlig, og forskere hevder faktisk at glemme er en viktig del av læring og skape nye minner.

Medisinske nyheter i dag snakket med Sam Berens, Ph.D., som for tiden er forskningsassistent ved University of York i Storbritannia, og han forklarte oss at naturlig glemme kan skyldes noen forskjellige årsaker.

"Glemme skjer fordi det ikke ville være energieffektivt å på ubestemt tid opprettholde alle minnene vi danner hver dag," forklarte han og la til at det "også ser ut til å være en naturlig konsekvens av nevrogenese - prosessen som skaper nye hjerneceller til støtte for fremtidig læring. ”

"På grunn av dette kan rydding av gamle og ubrukt minner være direkte relatert til vår evne til å lære nye ting," sa han MNT.

Men forskere fortsetter å utforske de mange komplikasjonene som gjentar minne og formasjon. For eksempel er ikke alle minnene våre korrekte, og noen ganger "hjelper" hjernen vår glemme som en forsvarsmekanisme.

Minneoverensstemmelse og forvrengning

Tidligere undersøkelser har vist at sosiale interaksjoner kan påvirke en persons minne om en hendelse, det samme som hva andre mennesker husker - eller hevder å huske - om den samme hendelsen.

Det andre forteller oss, kan påvirke minnene våre.

I følge en rapport i journalen Vitenskap, "Konformitet kan forekomme i to former, som i utgangspunktet formidler lignende, eksplisitt oppførsel, men som er fundamentalt forskjellige." Disse er:

• Privat konformitet, der "et individs erindring virkelig kan endres av sosial innflytelse, noe som resulterer i langvarige, vedvarende minnefeil."
• Offentlig konformitet, der "enkeltpersoner kan velge å følge det utad, og gi en konto som passer til andres, men innvendig opprettholde visshet i sitt eget originale minne."

Imidlertid, selv om offentlig konformitet faktisk ikke påvirker individets egen minnesoppfatning, kan engasjement i denne prosessen føre til at personen påvirker andres minne om hendelsen.

Samtidig bemerker forfatterne i rapportene at "minnekonformitet også kan tjene et adaptivt formål fordi sosial læring ofte er mer effektiv og nøyaktig enn individuell læring", noe som ikke alltid er pålitelig.

For eksempel, som studier har vist, kan prosessen med henting av minne bety at det opprinnelige minnet blir omskrevet - med minnet til det minnet - slik at det opprinnelige minnet blir vridd.

En studie som vises i Journal of Neuroscience kaller dette "retrieval-induced distortion", og forklarer at forvrengningen kan oppstå enten fordi hentingsprosessen modifiserte minnet, "eller fordi det førte til dannelsen av nye [...] assosiasjoner" som " ble sittende fast, ”for å si det, til det opprinnelige minnet.

"Et minne er ikke bare et bilde produsert av tiden som reiser tilbake til den opprinnelige hendelsen - det kan være et bilde som er noe forvrengt på grunn av tidligere tider du husket det," sier Donna Bridge, en av studieforfatterne.

“Minner er ikke statiske. Hvis du husker noe i sammenheng med et nytt miljø og tid, eller hvis du til og med er i et annet humør, kan minnene dine integrere den nye informasjonen. "

Donna Bridge

Glemme som en adaptiv mekanisme

På toppen av problemene rundt hvordan vi husker de tingene vi husker, er det også problemet med hvorfor vi glemmer, og noen forskere bemerker at glemme noen ganger oppstår som en adaptiv mekanisme.

En måte å glemme kan være tilpasningsdyktig på, sa Berens MNT, er at hjernen vår er i stand til å huske viktig informasjon ved å gi slipp på irrelevante detaljer.

”[M] y eget arbeid antyder at å glemme spesifikke detaljer om en hendelse lar oss fokusere på det større bildet og trekke ut generelle mønstre som kan forutsi fremtiden,” forklarte han.

For eksempel er det bare nyttig å huske nøyaktig hvilke trær i skogen som bærer den deiligste frukten før du har spist all den frukten. I stedet for å huske de spesifikke trærne, kan det være best å huske det generelle området i en skog som har de beste trærne. ”

Sam Berens, Ph.D.

"Dette innebærer noen ganger å glemme spesifikke detaljer [...] og gjøre mange opplevelser uskarpe for å få frem et generelt mønster," fortsatte Berens.

Forskeren bemerket også at en annen måte å glemme kan være en nyttig prosess er å plassere negative minner utenfor rekkevidde, slik at de er mindre bekymringsfulle for personen de påvirker.

"Minner om emosjonelle eller traumatiske hendelser mister sin følelsesmessige tone over tid," sa Berens, og "dette kan hjelpe oss med å vurdere på nytt og lære av tidligere erfaringer uten behov for å gjenoppleve alle de tilknyttede følelsene samtidig."

Forstyrrer påtrengende minner

Men hva skjer når traumatiske minner vedvarer og dukker opp igjen? Eksperter kaller dette "påtrengende gjenopplevelse av traumer", og det er et kjernetrekk ved PTSD.

Minner er sårbare i løpet av et bestemt tidsvindu.

Individer som opplever PTSD kan spontant huske et traumatisk minne, eller føle at de går tilbake til konteksten som produserte traumet.

Denne effekten kan forårsake alvorlig nød og føre til uregelmessig atferd som en mestringsstrategi.

Av denne grunn har noen forskere lurt på hvilken tilnærming de kan ta for å svekke eller manipulere negative minner og redusere effekten. Og vi vet allerede at det er mulig å forstyrre et minne og stoppe det fra å stivne.

"[M] emories kan bli aktivt svekket etter dannelsen," sa Berens og forklarte at dette er "en prosess som er forskjellig fra å glemme."

“For det første ser det ut til å være et tidsvindu etter minnedannelse der minner er spesielt svake og følsomme for interferens - hvor motstridende informasjon kan overskrive innholdet i et minne. […] Minner kan også svekkes av den enkle gjenvinningshandlingen ... Ja, bare å huske et minne gjør det mer utsatt for å bli svekket, forvrengt eller slettet. ”

Sam Berens, Ph.D.

Berens forklarte videre at legemidlet Propranolol, som leger kan foreskrive for PTSD, allerede går en vei mot å svekke ubehagelige minner for å dempe effekten.

“Slik brukes Propranolol for å hjelpe pasienter med PTSD,” forklarte han og la til at “[først pasienten husker traumet, som svekker hukommelsen, så blir Propranolol gitt, noe som hindrer følelsene i å bli gjenopprettet kodet som et nytt minne. ”

Likevel er forskere fortsatt på utkikk etter andre måter å forstyrre hukommelsesdannelse og tilbakekalling på. Slike studier kan ikke bare hjelpe med å finne nye behandlinger for PTSD og andre fenomener som fobier, men de kan også avsløre ny informasjon om hvordan hukommelsesrelaterte hjernemekanismer fungerer.

Studerer hukommelsesmanipulasjon

For å prøve å forstå om vi kunstig kan manipulere minner eller ikke, prøvde et team av forskere fra Massachusetts Institute of Technology i Cambridge først å sette falske minner i mus.

Denne første studien, som dukket opp i Vitenskap i 2013 brukte en optogenetisk teknikk for å manipulere dannelsen av et “hybrid” minne i musens hjerne. Denne metoden krever bruk av lysstråler for å aktivere nevroner som forskere har konstruert for å svare på denne stimulansen.

I studien brukte teamet ledet av professor Susumu Tonegawa optogenetiske metoder for å synkronisere to grupper av nevroner - en i hippocampus, som aktiverte et romlig minne og en i amygdala, som aktiverte et fryktminne.

Eksperimentet var vellykket - musene begynte å knytte frykt til et rom der de faktisk aldri hadde hatt en dårlig opplevelse.

I en videre studie av samme team - som de publiserte i Natur i 2014 - Tonegawa og kollegaer klarte å bruke den samme teknikken for å "slå av" negative assosiasjoner i hjernen til mus.

En annen studie som dukker opp i PLOS One samme år, fant at forskere kunne stoppe dårlige minner fra å konsolidere seg i hjernen til rotter ved å administrere xenongass - et bedøvelsesmiddel - akkurat i riktig øyeblikk.

Hjerner fra mennesker mot dyr

Gnagers minneprosesser kan gi oss en god ide om hvordan hukommelse fungerer hos mennesker.

Men er slike studier på dyr virkelig et tegn på hva som ville skje i hjernen under lignende omstendigheter?

Berens fortalte oss at selv om det faktisk er noen avvik mellom menneskelige hjerner og hjernen til ikke-menneskelige pattedyr som forskere vanligvis jobber med, er likhetene sterke nok til å gi oss en god ide om hvordan menneskelige hjerner ville fungere i samme sammenheng.

"Vi er veldig lik ikke-menneskelige pattedyr som mus og rotter på mange viktige måter," forklarte Berens for MNT. "Den samme minnedannelsen og konsolideringsprosessen som hjelper oss å lære å lese og skrive, fungerer også hos rotter og mus med bare veldig små forskjeller," sa han.

Mer nylig, men som vi rapporterte om MNT bare i forrige måned har et forskerteam som spenner over tre land tatt skritt for å prøve å svekke negative minner hos mennesker.

I sine nylige eksperimenter eksponerte forskerne frivillige for ubehagelig innhold, slik at de først kunne danne de uønskede minnene. Deretter ba de deltakerne om å huske disse minnene, for å utløse prosessen med minnekonsolidering.

Imidlertid på det tidspunktet administrerte teamet et bedøvelsesmiddel - propofol - til noen av deltakerne. De fant at de frivillige etter denne intervensjonen ikke lenger kunne huske det ubehagelige innholdet de hadde husket før.

Dette førte til at forskerne konkluderte med at sedasjon i noen tilfeller i det minste kunne bidra til å forstyrre rekonsolidering av traumatiske minner hos mennesker, hvis de ble levert - som med den tidligere studien på rotter - til rett tid.

Denne prosessen kan være en nyttig metode for å redusere virkningen av traumatiske minner hos mennesker som er berørt av slike påtrengende tanker.

“Minner varmer deg opp fra innsiden. Men de river deg også fra hverandre, ”skriver forfatter Haruki Murakami i romanen Kafka på bredden, og vi har fremdeles en vei å gå i å lære hvordan vi best kan bruke minnene våre til vekst, og for å hindre dem i å bli et hinder.