Корреспондент: Згадати все. Вчені навчилися втручатися в роботу людської пам'яті

Перші вдалі експерименти дають можливість згладжувати негативні події в минулому. На черзі завдання із впровадження фіктивних спогадів, пише Олексій Бондарев у №39 журналу Корреспондент від 4 жовтня 2013 року.

Забудьте про кушетку психіатра, адже в один чудовий день ваша звичне домашнє ліжко стане місцем, де ви будете назавжди позбавлятися поганих спогадів, стверджує американський нейробіолог Кетрін Хаунер.

Разом зі своїми колегами з Північно-Західного університету в Чикаго Хаунер провела дослідження, яке може мати далекосяжні наслідки для сучасної психіатрії. Впливаючи на піддослідних під час сну, вчені втручалися в процеси формування спогадів і нівелювали отриманий протягом дня негативний досвід.

Спрямована терапія в період сну допоможе послабити або навіть повністю видалити з пам'яті погані спогади

Спрямована терапія в період сну допоможе послабити або навіть повністю видалити з пам'яті погані спогади, впевнені автори дослідження.

І все це без сеансів психотерапії – йдеться про терапію на рівні підсвідомості. "Це абсолютна революція, – каже американський нейробіолог Даніела Шиллер. – Адже було прийнято вважати, що для ослаблення ефекту поганих спогадів необхідно задіяти свідомість".

Теоретично це дає можливість починати роботу над технологіями, покликаними допомогти людям з посттравматичним синдромом.

Ще більше оптимізму додають прихильникам цієї ідеї успішні експерименти вчених з Массачусетського технологічного інституту, які цього року вперше змогли імплантувати фальшиві спогади лабораторним мишам. На черзі експерименти з людьми.

"Те, що колись здавалося фантастикою, тепер стає об'єктом лабораторних експериментів", – відзначає один з авторів роботи Сасумі Тонегава, нейробіолог, лауреат Нобелівської премії.

Правильна пам'ять

Людська пам'ять не схожа на комп'ютерну. А спогади не заносяться в неї, як файли на комп'ютерний диск. Численні дослідження, що проводилися в останні десятиліття, показали, що спогади переміщуються між різними відділами мозку. Утворюючись у відділах, що відповідають за короткострокові спогади, вони потім мігрують у відділи, де зберігаються давніші фрагменти пам'яті.

Спогади переміщуються між різними відділами мозку. Утворюючись у відділах, що
відповідають за короткострокові спогади, вони потім мігрують у відділи, де зберігаються давніші фрагменти пам'яті

На кожному етапі спогади зазнають певних модифікацій. "Пам'ять – це не точний запис того, що з вами відбувалося, – пояснює нейробіолог Стів Рамірес. – Це лише реконструкція, створена вашим мозком".

Цим і вирішила скористатися Хаунер. У ході її роботи, деталі якої описані в недавньому випуску авторитетного американського журналу Nature Neuroscience, для проникнення в людську пам'ять була обрана саме ця лазівка .

Людина консолідує свою пам'ять уві сні і в цей період погано реагує на зовнішні подразники. Слабких вона не помічає, а сильні можуть привести до пробудження, що також небажано, міркує Хаунер. Тому було вирішено застосувати один з тих подразників, чия робота може бути непомітною, – запахи.

Вчені набрали групу добровольців, які погодилися протягом дня пройти болючий експеримент – їм демонстрували картинки, разом з якими в повітря випускали певні аромати. З окремими зображеннями випробовувані отримували несильний, але відчутний удар струмом.

Через певний час мозок вловлював зв'язок між тими чи іншими запахами і майбутнім ударом струму. Людина починала пітніти від страху в очікуванні больових відчуттів.

У період нічного сну вчені спостерігали за добровольцями за допомогою спеціальних електродів, прикріплених до голови і знімали показання про активність їхнього мозку.

Коли піддослідні досягали фази глибокого сну, вони зазнавали впливу запахів, які протягом дня асоціювалися з ударами струму.

Зіткнення зі знайомим запахом мало вплинути на консолідацію спогадів про травматичний досвід, припускала Хаунер. І її розрахунки справдилися.

На наступний день за повторного досліду з демонстрацією картинок і запуском відповідного аромату стало очевидно, що зв'язок запаху зі спогадом про удар струмом виявився слабкішим.

"Це парадоксально, – каже німецький нейробіолог Ян Борн. – Оскільки завжди вважалося, що повторення досвіду лише закріплює спогади". Теоретично, повторення запахів під час сну повинно було лише посилити спогади.

Ймовірно, вся справа в тому, що у сні піддослідні не отримували ударів струму, а отже їхній мозок втрачав асоціацію між ароматом і пов'язаними з ним больовими відчуттями.

Потрібні подальші експерименти, вважає Хаунер. Тільки так вдасться визначити, чи є реальним використання інших подразників, крім запахів.

Зв'язок певних стимулів з ​​негативними спогадами – це важливий компонент посттравматичного стресового розладу, зазначає медичний оглядач Хелен Чен. Наприклад, жінки, які зазнали сексуальному нападу, потім асоціюють ці спогади із запахом, що нагадує запах одеколону ґвалтівника.

Психологи вважають, що методика, яка дозволяє послабити такі патологічні зв'язки, допоможе досягти прогресу в лікуванні таких пацієнтів

Психологи вважають, що методика, яка дозволяє послабити такі патологічні зв'язки, допоможе досягти прогресу в лікуванні таких пацієнтів.

На думку Шиллер, дослідження Хаунер вперше дає можливість говорити про створення методики видалення зв'язки стимулів зі спогадами без участі самого пацієнта.

Десятиліттями для цього потрібні були численні сеанси на кушетці у психіатра, каже Шиллер. Якщо на основі експериментів Хаунер буде створена технологія, що впливає на консолідацію пам'яті уві сні, можна говорити про нову еру в медицині. Сама Хаунер поки що утримується від оптимістичних оцінок. За її словами, ще незрозуміло, наскільки зазнають редагування зовсім старі спогади – про події, які давно закріпилися в довгостроковій пам'яті людини.

Нова пам'ять

Дослідження Хаунер займуть гідне місце в переліку наукових робіт, присвячених здібностям мозку обробляти дані під час сну.

Перші такі дослідження проводилися ще на початку XX століття, проте справжніх проривів вдалося домогтися лише в останні кілька десятиліть. У ході численних експериментів вчені багато дізналися про те, де і в якому вигляді зберігаються спогади.

Редагування спогадів, тобто не тільки видалення або згладжування вже наявних (як у роботі Хаунер), а й впровадження нових, от відкриття, яке могло б мати для
суспільства по-справжньому значні наслідки

Але до недавнього часу нікому не вдавалося просунутися в напрямку, про який так мріяли фантасти минулого сторіччя. Редагування спогадів, тобто не тільки видалення або згладжування вже наявних (як у роботі Хаунер), а й впровадження нових, от відкриття, яке могло б мати для суспільства по-справжньому значні наслідки, каже медичний оглядач Берт Олум.

Навіть якщо не зачіпати фантастичний аспект з продажем фіктивних спогадів (як наприклад, про подорож на Марс в знаменитому бойовику Згадати все з Арнольдом Шварценеггером), все одно для фіктивних спогадів є величезні можливості, вважає Олум.

Взяти наприклад лікування жертв насильства або ветеранів війни – приглушені спогади про негативний досвід у деяких випадках було б корисно замінити фіктивними позитивними спогадами.

Поки що розмови про це залишалися чистою теорією. Хоча недавня публікація результатів дослідження вчених з Массачусетського технологічного інституту вселяє надію, що скоро така методика може стати реальністю.

У ході своєї роботи вчені вперше змогли створити штучні спогади й імплантувати їх у мозок живої істоти. Як піддослідні виступали звичні герої – лабораторні миші

У ході своєї роботи вчені вперше змогли створити штучні спогади й імплантувати їх у мозок живої істоти. Як піддослідні виступали звичні герої – лабораторні миші.

"Наша технологія заснована на введенні додаткової інформації в зони мозку, де міститься інформація про минуле", – пояснює Рамірес, один з провідних авторів експерименту.

Дослідники навчилися виділяти окремі клітини мозку, де зберігаються конкретні спогади, і знайшли спосіб впливати на них безпосередньо. Далі у справу пішла оптогенетика – новітня технологія, яка дозволяє впливати на роботу мозку за допомогою певних світлових сигналів. За допомогою спеціального пристрою світлові сигнали транслюються прямо в гіпокамп – ділянку мозку, що відповідає за формування нових спогадів.

Працюючи з мишами, вчені використовували для активації пам'яті систему світлових сигналів, а також вплив електрошоком. Так, у них вийшло змусити мишей сформувати негативні спогади про середовище, в якому їм до цього завжди було комфортно.

Вчений: Експерименти показали, що фіктивна пам'ять сприймається її носієм так само, як реальна

"Експерименти показали, що фіктивна пам'ять сприймається її носієм так само, як реальна", – говорить Тонегава, один з авторів дослідження.

Такі результати відкривають широкі перспективи для застосування методу на людях, які страждають від важких психологічних травм або шкідливих звичок, вважає Рамірес.

Так само, наприклад, можна вилікувати страх висоти, викликаний падінням з гойдалок у дитинстві. Якщо видалити такий спогад, замістивши його позитивним про стрибки з трампліна у воду, людина може позбутися давньої недуги.

У ході своїх подальших досліджень Рамірес має намір попрацювати над впровадженням позитивних спогадів. "Працювати зі страхом занадто депресивно", – зазначає він. І, звичайно, дослідники мають намір приступити до експериментів з людьми, щойно стане зрозуміло, що технологія є безпечною.

Експерти обіцяють технологіям роботи з пам'яттю велике майбутнє. Якщо буде знайдено спосіб формувати великі відрізки спогадів зі справжньою "графікою", то рано чи пізно знайдуться охочі дорого заплатити за імплантацію таких спогадів, вважає Олум.

Не далі як минулого року група японських дослідників вперше "прочитала" за допомогою комп'ютерного сканування мозку образи, які уявляв у ході експерименту піддослідний. Таким самим шляхом можна отримати комп'ютерне зображення образів, що виникають у людини уві сні.

Можна розраховувати на те, що будуть знайдені методи для сканування ділянок, де зберігаються візуальні спогади з минулого. А з часом і впровадження в них нових
зображень, формуючи таким чином фіктивні спогади

Отже, міркують учені, можна розраховувати на те, що будуть знайдені методи для сканування ділянок, де зберігаються візуальні спогади з минулого. А з часом і впровадження в них нових зображень, формуючи таким чином фіктивні спогади.

Олум передрікає цій технології великий успіх, нехай навіть на її створення підуть довгі роки. "Чи багато хто відмовиться від можливості роздобути спогади про відпустку на Марсі або романтичний вікенд з Анджеліною Джолі?" – іронізує він.

Рамірес надає перевагу більш стриманим фантазіям. "Визначивши схему створення штучних спогадів, ми можемо, наприклад, створити методику виявлення брехливих свідчень свідків на суді, – каже учений. – Для цього буде достатньо просканувати мозок і визначити, в якій частині мозку сформувалися ті чи інші спогади, якими свідок ділиться з присяжними".

***

Цей матеріал опубліковано в № 39 журналу Корреспондент від 4 жовтня 2013 року. Передрук публікацій журналу Корреспондент у повному обсязі заборонено. З правилами використання матеріалів журналу Корреспондент, опублікованих на сайті Корреспондент.net , можна ознайомитися тут.