https://frosthead.com

Γνωρίστε τους δύο επιστήμονες που εμφάνισαν μια ψεύτικη μνήμη σε ένα ποντίκι

Ήταν η ημέρα πριν από τα Χριστούγεννα, και το κανονικά απασχολημένο εργαστήριο MIT στην οδό Vassar στο Cambridge ήταν ήσυχο. Αλλά τα πλάσματα ανακατεύονταν σίγουρα, συμπεριλαμβανομένου ενός ποντικιού που θα ήταν σύντομα παγκοσμίως γνωστό.

Σχετικές αναγνώσεις

Preview thumbnail for video 'Moonwalking With Einstein: The Art and Science of Remembering Everything

Moonwalking με τον Αϊνστάιν: Η τέχνη και η επιστήμη του να θυμόμαστε τα πάντα

Αγορά

σχετικό περιεχόμενο

  • Τα εμφυτεύματα του εγκεφάλου μπορεί να είναι σε θέση να καταστρέψουν τις κατεστραμμένες αναμνήσεις πίσω στο σχήμα

Ο Steve Ramirez, 24χρονος διδάκτωρ τότε, τοποθέτησε το ποντίκι σε ένα μικρό μεταλλικό κιβώτιο με ένα μαύρο πλαστικό πάτωμα. Αντί να περιπλανηθεί περίεργα, το ζώο αμέσως πάγωσε με τρόμο, υπενθυμίζοντας την εμπειρία του να πάρει ένα σοκ στο πόδι στο ίδιο κιβώτιο. Ήταν μια απάντηση φόβου στο βιβλίο και, αν μη τι άλλο, η στάση του ποντικιού ήταν πιο άκαμπτη από ό, τι περίμενε ο Ramirez. Η μνήμη του για το τραύμα πρέπει να ήταν αρκετά ζωντανή.

Που ήταν καταπληκτικό, γιατί η μνήμη ήταν ψεύτικη: Το ποντίκι δεν είχε υποστεί ποτέ ηλεκτρικό σοκ στο κιβώτιο. Αντιθέτως, αντιδρούσε σε μια ψεύτικη μνήμη που ο Ραμίρεζ και ο συνάδελφος του MIT Xu Liu είχαν φυτεύσει στον εγκέφαλό του.

"Merry Freaking Christmas", διαβάστε τη γραμμή θέματος του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου Ο Ramirez πυροβολήθηκε στον Liu, ο οποίος ξόδεψε τις διακοπές του 2012 στο Yosemite National Park.

Η παρατήρηση κορυφώθηκε πάνω από δύο χρόνια μιας ερευνητικής προσπάθειας μακράς διάρκειας και υποστήριξε μια εξαιρετική υπόθεση: όχι μόνο ήταν δυνατόν να εντοπιστούν εγκεφαλικά κύτταρα που εμπλέκονται στην κωδικοποίηση μίας μνήμης, αλλά αυτά τα συγκεκριμένα κύτταρα θα μπορούσαν να χειριστούν για να δημιουργήσουν ένα εντελώς νέο "Μνήμη" ενός γεγονότος που δεν συνέβη ποτέ.

"Είναι ένα φανταστικό κάλεσμα", λέει ο Howard Eichenbaum, κορυφαίος ερευνητής μνήμης και διευθυντής του Κέντρου Νευροεπιστημών στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης, όπου ο Ramirez έκανε το προπτυχιακό του έργο. "Είναι μια πραγματική ανακάλυψη που δείχνει τη δύναμη αυτών των τεχνικών για την αντιμετώπιση θεμελιωδών ερωτήσεων σχετικά με το πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος."

Σε μια ανακάλυψη της νευροεπιστήμης, το δίδυμο εμφύτευσε μια ψεύτικη μνήμη σε ένα ποντίκι

Η προοπτική του μιμητισμού ακριβώς με τη μνήμη έχει εξοντώσει τους επιστήμονες για χρόνια. "Πολλοί άνθρωποι σκέφτονταν αυτές τις κατευθύνσεις", λέει η Sheena Josselyn, ανώτερη νευροεπιστήμονας στο Νοσοκομείο για τα αρρώστια παιδιά στο Τορόντο, που μελετά τις κυτταρικές βάσεις της μνήμης ", αλλά ποτέ δεν ονειρεύτηκαν ότι αυτά τα πειράματα θα λειτουργούσαν. Κανείς δεν πίστευε ποτέ ότι θα μπορούσατε να το κάνετε πραγματικά.

Εκτός από τους Ramirez και Liu. Το έργο τους ξεκίνησε μια νέα εποχή στην έρευνα μνήμης και θα μπορούσε κάποια μέρα να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για ιατρικές και ψυχιατρικές διαταραχές όπως η κατάθλιψη, η μετατραυματική διαταραχή άγχους και η νόσος του Αλτσχάιμερ. "Ο ουρανός είναι πραγματικά το όριο τώρα", λέει ο Josselyn.

Αν και η εργασία μέχρι τώρα έχει γίνει σε εργαστηριακά ποντίκια, οι ανακαλύψεις του δίδυμου ανοίγουν μια βαθύτερη γραμμή σκέψης στην ανθρώπινη φύση. Εάν οι μνήμες μπορούν να χειριστούν κατά βούληση, τι σημαίνει να έχουμε ένα παρελθόν; Αν μπορούμε να διαγράψουμε μια κακή μνήμη ή να δημιουργήσουμε μια καλή, πώς θα αναπτύξουμε μια αληθινή αίσθηση του εαυτού μας; "Η μνήμη είναι η ταυτότητα", γράφει ο Βρετανός συγγραφέας Julian Barnes στο απομνημονεύματά του Τίποτα δεν πρέπει να φοβηθεί. "Είστε αυτό που κάνατε. αυτό που έχετε κάνει είναι στη μνήμη σας. αυτό που θυμάστε ορίζει ποιος είσαι. "

***

Οι επιστήμονες ρωτούν: Μπορούμε να παρέμβουμε σε κατάσταση κατάθλιψης επανενεργοποιώντας θετικές αναμνήσεις; (Irvin Serrano) Περίπου 5 τοις εκατό των εκατομμυρίων κυττάρων της οδοντωτής έλικας είναι ενεργά όταν ένα ποντίκι κωδικοποιεί μια μνήμη ενός τόπου. Εδώ, τα ενεργά κελιά είναι ροζ και πορτοκαλί. (Xu Liu και Steve Ramirez) Σε αυτή την άποψη του εγκεφάλου του ποντικιού, τα κύτταρα που ο Steve Ramirez και ο Xu Liu μπορούν να ελέγξουν με το φως εμφανίζονται κόκκινα. Άλλα ενεργά κελιά είναι πράσινα. (Steve Ramirez και Xu Liu) Τα κύτταρα που λειτουργούν κατά τη διάρκεια μίας μνήμης συχνά διαφέρουν στη γονιδιακή τους δραστηριότητα, κόκκινο έναντι πράσινου. Η κατανόηση των διαφορών μπορεί να ενισχύσει την αποτελεσματικότητα της χειραγώγησης της μνήμης. (Steve Ramirez και Xu Liu) Τα κύτταρα στον εγκέφαλο ποντικού επισημαίνονται σύμφωνα με την ηλικία τους σε αυτήν την εικόνα. Τα κύτταρα ηλικίας μικρότερης των τριών εβδομάδων, με κόκκινο χρώμα, είναι ελάχιστα δραστικά κατά τη διάρκεια της διαμόρφωσης της μνήμης. (Steve Ramirez και Xu Liu)

"Είμαι πάντα έκπληκτος από το επίπεδο ελέγχου που μπορεί να έχει η επιστήμη στον κόσμο", λέει ο Ραμίρεζ, ο οποίος συνέλεξε βράχους ως παιδί και θυμάται να εκπλήσσει ότι υπάρχουν πράγματι τρόποι να καταλάβουμε πόσο παλιούς βράχους ήταν. "Το παράδειγμα είναι τόσο κοινότατο μέχρι τώρα, " λέει, "αλλά ως είδος βάζουμε κάποιον στο φεγγάρι. Και καταλάβαμε ως επί το πλείστον πώς να εξαλείψουμε τα πράγματα όπως η ευλογιά, πράγματα που δεν μπορείτε να δείτε, των οποίων η ύπαρξη πρέπει να συναγάγετε από τις έμμεσες μετρήσεις, μέχρι τα μικροσκόπια σας να φτάσουν αρκετά ".

Αυτό που ο Ramirez, τώρα 26 ετών, και ο Liu, 36, κατάφεραν να δουν και να ελέγξουν, είναι τα τρεμοπαίζει clusters των νευρώνων, γνωστών ως engrams, όπου αποθηκεύονται μεμονωμένες μνήμες. Συνδυάζοντας τις δυνάμεις στα τέλη του 2010, λίγους μήνες μετά την έναρξη της μεταπτυχιακής του εργασίας στο MIT, οι δύο άνδρες σχεδίασαν μια περίτεχνη νέα μέθοδο για να εξερευνήσουν το ζωντανό μυαλό σε δράση, ένα σύστημα που συνδυάζει την κλασική μοριακή βιολογία με το αναδυόμενο πεδίο της οπτογενετικής, αναπτύσσονται για να διεγείρουν κύτταρα γενετικά τροποποιημένα ώστε να είναι ευαίσθητα στο φως.

Εξοπλισμένο με υπερσύγχρονα εργαλεία και υποστηριζόμενο από τον Susumu Tonegawa του MIT, έναν βραβευμένο με Νόμπελ για την εργασία του στην ανοσολογία, του οποίου το εργαστήριο αποτελούν μέρος, ο Ramirez και ο Liu ξεκίνησαν μια αναζήτηση που οδήγησε σε δύο μελέτες ορόσημων που δημοσιεύθηκαν 16 μήνες εκτός από τις πλάγιες εκρήξεις λαμπρότητας που προωθούσαν την κατανόηση της μνήμης σε κυψελοειδές επίπεδο. Ο Ramirez περιγράφει τις ανακαλύψεις, όπως κάνει σχεδόν τα πάντα, με την exuberance: «Το πρώτο χαρτί ήταν σαν να τραβούσε αστραπές σε ένα μπουκάλι και το δεύτερο χαρτί ήταν σαν τον αστραπή να χτυπά τον ίδιο τόπο δύο φορές».

Infographic1.jpgInfographic2.jpgInfographic3.jpg Έναρξη: Πώς ο Ramirez και ο Lieu δημιούργησαν μια ψεύτικη μνήμη σε ένα εργαστηριακό ποντίκι. (5W Infographics)

Στην πρώτη μελέτη, που δημοσιεύτηκε στη Φύση το Μάρτιο του 2012, οι Ramirez και Liu ταυτοποίησαν, επισήμαναν και επανενεργοποίησαν ένα μικρό σύμπλεγμα κυττάρων που κωδικοποιούσαν τη μνήμη φόβου ενός ποντικιού, στην περίπτωση αυτή μια μνήμη ενός περιβάλλοντος στο οποίο ο ποντικός είχε υποστεί σοκ στο πόδι. Το κατόρθωμα παρέχει ισχυρές αποδείξεις για τη μακρόχρονη θεωρία ότι οι μνήμες κωδικοποιούνται σε έντυπα. Οι περισσότερες προηγούμενες προσπάθειες αφορούσαν την παρακολούθηση είτε της χημικής είτε της ηλεκτρικής δραστηριότητας των εγκεφαλικών κυττάρων κατά τη διάρκεια της διαμόρφωσης της μνήμης. Οι Ramirez και Liu απέρριψαν αυτές τις μεθόδους ως υπερβολικά ανακριβείς. Αντ 'αυτού, συνένωσαν ένα προσαρμοσμένο σύνολο τεχνικών για να καταστήσουν τα εγκεφαλικά κύτταρα ποντικού στην περιοχή στόχων τους (ένα μέρος του ιππόκαμπου που ονομάζεται οδοντωτός γύρος) ευαίσθητα στο φως.

Εργαζόμενοι με μια εξειδικευμένη φυλή γενετικά τροποποιημένων εργαστηριακών ποντικών, η ομάδα εγχέει την οδοντωτή έλικα με ένα βιοχημικό κοκτέιλ που περιείχε ένα γονίδιο για μια ευαίσθητη στο φως πρωτεΐνη, κανναρδοψοπίνη-2. Τα ενεργά οδοντωτά κυστίδια - εκείνα που συμμετέχουν στο σχηματισμό μνήμης - θα παράγουν την πρωτεΐνη, καθιστώντας έτσι τους εαυτούς τους ευαίσθητους στο φως. Η ιδέα ήταν ότι μετά την κωδικοποίηση της μνήμης, θα μπορούσε να ενεργοποιηθεί εκ νέου ενεργοποιώντας αυτά τα κύτταρα με λέιζερ.

Για να γίνει αυτό, οι Ramirez και Liu εμφύτευσαν χειρουργικά λεπτά νήματα από το λέιζερ μέσω των κρανίων των ποντικών και μέσα στην οδοντωτή έλικα. Η επανενεργοποίηση της μνήμης -και η συνακόλουθη απόκριση φόβου- ήταν ο μόνος τρόπος να αποδειχθεί ότι είχαν πράγματι αναγνωρίσει και χαρακτήρισαν ένα εγκλήμα. Οι ερευνητές θυσίασαν τα ζώα μετά το πείραμα και εξέτασαν τους εγκεφαλικούς ιστούς υπό μικροσκόπιο για να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη των ενγραμμάτων. τα κύτταρα που εμπλέκονται σε μια συγκεκριμένη μνήμη ανάβουν πράσινα μετά από θεραπεία με χημικά που αντιδρούν με κανναρδοψοπίνη-2.

Όταν ο Ramirez και ο Liu εξέτασαν τους επεξεργασμένους νευρώνες μέσω του μικροσκοπίου, «ήταν σαν μια νύχτα με ένα αστέρι», λέει ο Liu, «όπου βλέπετε ξεχωριστά αστέρια». Αν και αυτά τα ενεργά κύτταρα ήταν μόνο ένα μέρος ενός ευρέως διανεμημένου εγκεφάλου, η επανενεργοποίηση τους ήταν αρκετή για να προκαλέσει μια απάντηση φόβου.

Το επόμενο βήμα ήταν να χειριστεί ένα συγκεκριμένο engram για να δημιουργήσει μια ψεύτικη μνήμη, ένα κομψό πείραμα που περιγράφεται λεπτομερώς στο δεύτερο έγγραφο του Ramirez και του Liu, που δημοσιεύτηκε στην Science τον Ιούλιο του 2013. Ετοιμάστηκαν το ποντίκι, ενίοντας το βιοχημικό κοκτέιλ στην οδοντωτή έλικα. Στη συνέχεια, έβαλαν το ποντίκι σε ένα κουτί χωρίς να τον συγκλονίσουν. Καθώς το ζώο πέρασε 12 λεπτά εξερεύνησης, η μνήμη αυτής της καλοτυχούς εμπειρίας κωδικοποιήθηκε ως ένα πρόγραμμα. Την επόμενη ημέρα, το ποντίκι τοποθετήθηκε σε ένα διαφορετικό κουτί, όπου η μνήμη του για το πρώτο (ασφαλές) κουτί πυροδοτήθηκε με τη λήψη του λέιζερ στην οδοντωτή έλικα. Τη συγκεκριμένη στιγμή, ο ποντικός έλαβε σοκ στο πόδι. Την τρίτη ημέρα, το ποντίκι επέστρεψε στο ασφαλές κουτί και αμέσως πάγωσε από φόβο. Ποτέ δεν είχε υποστεί σοκ στο πόδι εκεί, αλλά η ψευδής μνήμη, που δημιουργήθηκε από τους ερευνητές σε ένα άλλο κουτί, την έκανε να συμπεριφέρεται σαν να είχε.

Δεν υπήρχε καμία πιθανότητα ότι το ποντίκι θα μπορούσε να σφάλλει ένα κιβώτιο για ένα άλλο: ήταν διαφορετικά σχήματα και χρώματα και είχαν διαφορετικές μυρωδιές. Ο Ramirez και ο Liu χρησιμοποίησαν επίσης πολλαπλές ομάδες ελέγχου - αποκλείοντας το ενδεχόμενο ότι η φλας του ίδιου του λέιζερ και όχι η ενεργοποίηση του engram προκάλεσε την αντίδραση φόβου την επόμενη μέρα, για παράδειγμα. Είχαν δημιουργήσει μνήμη.

***

Η ανακοίνωση δημιούργησε μια φρενίτιδα στα μέσα μαζικής ενημέρωσης. "Οι επιστήμονες ανιχνεύουν αναμνήσεις από πράγματα που δεν συνέβησαν ποτέ", διαβάστηκε ο τίτλος των New York Times . Οι Ramirez και Liu ξύπνησαν στη μέση της νύχτας για να κάνουν ζωντανές συνεντεύξεις στο ευρωπαϊκό ραδιόφωνο. Οι γονείς του Liu, πίσω στην Κίνα, διαβάζουν για τα επιτεύγματά του στο διαδίκτυο. Η δημόσια γοητεία του ρόλου της ψεύτικης μνήμης σε ποινικές δίκες (ο ψηλός, σκοτεινόχρωμος ληστής τραπεζών που είδε ο μάγος ήταν στην πραγματικότητα σύντομος και φαλακρός) βοήθησε να οδηγήσει την ιστορία. Αλλά χωρίς αμφιβολία η φαντασία επιστημονικής φαντασίας το έκανε ιδιαίτερα συναρπαστικό. Για πολλούς φαινόταν να επιβεβαιώνει οικείες (και τρομακτικές) ιδέες από ταινίες όπως η αρχή και η αιώνια ηλιοφάνεια του πενταποδόμενου νου . Τίποτα δεν είναι όπως φαίνεται. η πραγματικότητα είναι μόνο ένα όνειρο. ποιος θα εμπιστευτείς, εγώ ή τα ψέματα σου;

Για τους νευροεπιστήμονες, η ανακάλυψη του Ramirez και του Liu ήταν απόλυτα εντυπωσιακή. "Για μένα, αυτό που τους έκανε επιτυχία ήταν ο ατρόμητος τους", λέει ο Josselyn. "Θα μπορούσατε να φανταστείτε όλα τα πράγματα που θα μπορούσαν να πάθουν λάθος, αλλά αυτοί οι τύποι πήγαν εκεί, πήραν τα καλύτερα εργαλεία, εφάρμοζαν το καλύτερο είδος νοητικής εξουσίας." Eichenbaum συμφωνεί ότι οι νέοι επιστήμονες πήγαν "έξω σε ένα άκρο" σημαντικό κίνδυνο για τη σταδιοδρομία τους. "Θα μπορούσαν να έχουν περάσει τρία χρόνια και να καταλήγουν να μην δείχνουν τίποτα για αυτό", λέει.

Περάστε λίγο χρόνο γύρω από τον Ramirez και τον Liu και αισθανθείτε γρήγορα την αισιόδοξη συμπεριφορά τους. Προέρχονται από διαφορετικούς κόσμους - ο Liu γεννήθηκε και μεγάλωσε στη Σαγκάη, γιος ενός πατέρα χημικού μηχανικού και μιας μητέρας που εργάστηκε για το σιδηρόδρομο και οι γονείς του Ramirez εγκατέλειψαν τον εμφύλιο πόλεμο στο Ελ Σαλβαδόρ τη δεκαετία του 1980 και εγκαταστάθηκαν στο Everett της Μασαχουσέτης- αλλά οι προσωπικές τους προσωπικότητες δεν είναι τυχαίες. Το φθινόπωρο του 2010, καθώς ο Liu μίλησε σε πιθανούς συνεργάτες για να εξερευνήσει μαζί του τα μυστήρια της μνήμης, επικεντρώθηκε αρχικά στην επιστημονική πείρα. Αλλά καθώς περνούσε ο χρόνος, έβαλε ένα διαφορετικό χαρακτηριστικό στην κορυφή της ευτυχίας του. "Εάν πρόκειται να συνεργαστείτε με ανθρώπους, θέλετε να συνεργαστείτε με ευτυχισμένους ανθρώπους", λέει ο Liu. "Και ο Steve είναι ένας από τους πιο ευτυχισμένους τύπους που έχω δει ποτέ". Είναι επίσης ένας ομιλητής ταχύτητας που συμπιέζει πολλά λόγια σε κάθε ανάσα. "Δεν μπορεί να σταματήσει να μιλάει", λέει ο Liu. "Διαφορετικά θα πεθάνει."

***

Όταν ο Ramirez ήταν νέος, πήγε συχνά στο εργαστήριο μετακίνησης ζώων του Χάρβαρντ με τον πατέρα του, ο οποίος ξεκίνησε να καθαρίζει τα κλουβιά εκεί και τα σκούπιστα πατώματα και αργότερα έγινε τεχνικός των επικεφαλής ζώων. Κατά τη διάρκεια των επισκέψεων στο εργαστήριο, ο Ραμίρεζ είδε λαμάδες, στρουθοκαμήλους και άλλα πλάσματα και "άνθρωποι που κάνουν δροσερά πράγματα με ζώα, παίρνουν μετρήσεις και πράγματα." Αναφέρει ότι "απορρόφησε κάτι που κατά λάθος" το βοήθησε να τον ωθήσει προς την επιστήμη.

Αλλά ήταν ο εγκέφαλος που έκλεισε τη συμφωνία. "Είτε πρόκειται για ένα ηχηρό, είτε για να φέρουμε κάποιον στο φεγγάρι ή για να υπολογίσουμε τα βιολογικά μόρια της ζωής, όλα αυτά ήταν το προϊόν των εγκεφάλων, της νευρικής δραστηριότητας", λέει ο Ramirez, περιγράφοντας πώς τα ευρέα συμφέροντά του - στο Shakespeare, τη βιολογία και πολλά άλλα - τελικά τον οδήγησε στη νευροεπιστήμη. "Γιατί να μην μελετήσετε αυτό που παρήγαγε τα πάντα;"

Ο Liu απέδειξε επίσης μια επιστημονική κλίση νωρίς στη ζωή. Και ενώ σίγουρα δεν είναι ο πρώτος επιστήμονας που πέρασε την παιδική του ηλικία συλλέγοντας σφάλματα, η αφοσίωση του Liu ήταν ξεχωριστή. Έθεσε οικογένειες σαρανταποδαρούδων, είχε πολύ λαμπερά σκαθάρια και κράτησε ακρίδες σε μικροσκοπικά κλουβιά. Συνήθιζε να τρώει την ακρίδα, αλλά ανακάλυψε ότι οι καυτές πιπεριές προκάλεσαν μια ενδιαφέρουσα αντίδραση. «Θα τραγουδούσαν ακόμα περισσότερο», λέει. Αφού σπούδασε βιολογία ως προπτυχιακός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο Fudan της Σαγκάης, ο Liu έλαβε το διδακτορικό του από το Baylor College of Medicine που μελετά τη μνήμη στη μύγα καρπών.

Ως έφηβος είχε πειραματιστεί στην επιστημονική φαντασία και έγραψε ένα μυθιστόρημα που ονομάζεται The Challenge . Πρόκειται για ένα μέλλον στο οποίο οι αθλητές δεν ανταγωνίζονταν πλέον άμεσα μεταξύ τους, αλλά μάλλον υποβάλλονταν σε διάφορες αντικειμενικές μετρήσεις απόδοσης ή φυσιολογίας: ταχύτητα, δύναμη, χωρητικότητα των πνευμόνων και ούτω καθεξής. Ο ήρωας θέλει να επιστρέψει στον πραγματικό ανταγωνισμό και να αποκαταστήσει τους ανυπολόγιστους παράγοντες τύχης και τύχης.

Μια μέρα αυτή την άνοιξη, καθώς ο Liu απαριθμεί τα πολλά πράγματα που θα μπορούσε να πάει στραβά στο έργο του με τον Ramirez - θα μπορούσαν να είχαν ξυλοκοπούν στην ανακάλυψη από μια αντίπαλη ομάδα, θα μπορούσαν να έχουν πάρει το λάθος μέρος του εγκεφάλου στο μηδέν είπε ότι ήταν πεπεισμένος ότι η τύχη έπαιξε ρόλο στην επιτυχία τους. Αν ναι, είπα, τότε το έργο του ως ενήλικας είχε παραδώσει με θέμα το μυθιστόρημα της παιδικής του ηλικίας. "Αυτό είναι εκπληκτικό", είπε μετά από μια μακρά σιωπή. "Δεν έκανα ποτέ αυτή τη σχέση ανάμεσα στο βιβλίο και αυτό το έργο, αλλά νομίζω ότι έχετε δίκιο."

Περισσότεροι από δύο δωδεκάδες εργαστήρια σε όλο τον κόσμο έχουν έργα που βασίζονται στην έρευνα Ramirez και Liu. Το Eichenbaum, για παράδειγμα, ενδιαφέρεται να αναπαράγει μια μεγαλύτερη εμπειρία, μια μνήμη που εμφανίζεται με την πάροδο του χρόνου, όπως η πλοήγηση σε ένα λαβύρινθο.

Σε μια εποχή που οι θεραπείες για πολλές σοβαρές ψυχικές ασθένειες λείπουν, οι πιθανές κλινικές εφαρμογές της τροποποίησης της μνήμης είναι δελεαστικές. "Αυτό είναι κάπως τρελό", λέει ο Josselyn, του οποίου το έργο επικεντρώνεται στη νόσο του Αλτσχάιμερ και άλλες διαταραχές που σχετίζονται με τη μνήμη, "ίσως όμως κάποιος με Αλτσχάιμερ ... ίσως να βρούμε μια θεραπεία για να εισέλθουμε και να κάνουμε αυτό που αυτοί οι τύποι στα χαρτιά τους, και ενεργοποιούν αυτά τα κύτταρα τεχνητά, ενισχύουν την ενεργοποίηση και έχουν τις αναμνήσεις να θυμούνται καλύτερα ».

Σε μια άλλη θεωρητική εφαρμογή, το PTSD μπορεί να διευκολυνθεί με επανειλημμένη επανενεργοποίηση μιας κακής μνήμης για να δείξει ότι η ίδια η μνήμη δεν είναι επιβλαβής ή διαγράφοντας τα τραυματικά συστατικά μιας συγκεκριμένης κακής μνήμης ή αντικαθιστώντας την με μια θετική μνήμη. Με βάση το έργο του Ramirez και του Liu, άλλοι στο εργαστήριο Tonegawa έκαναν ακριβώς αυτό στα αρσενικά ποντίκια νωρίτερα αυτό το έτος, μετατρέποντας μια αρνητική μνήμη ενός κλονισμού ποδιών σε μια θετική μνήμη μιας συνάντησης με ένα θηλυκό ποντίκι.

Ο Ramirez, ο οποίος ολοκληρώνει το διδακτορικό του στο MIT, και ο Liu, ο οποίος κατευθύνεται στο Northwestern University για να ξεκινήσει το δικό του εργαστήριο, έλαβαν πρόσφατα μια άλλη ερώτηση μεγάλης μνήμης: Μπορούμε να παρέμβουμε σε κατάσταση κατάθλιψης σε ένα ζώο επανενεργοποιώντας θετικές αναμνήσεις; Η απάντηση φαίνεται να είναι ναι. Μελετούν μοντέλα ανδεονίας ποντικών ή απώλεια ενδιαφέροντος για την ευχαρίστηση, ένα σύμπτωμα κατάθλιψης. Οι πειραματικοί ποντικοί που υποβάλλονται σε άγχος μέχρι να μην αναζητήσουν πλέον ευχαρίστηση (όπως μια γουλιά νερό ζάχαρης) ανακτούν το ενδιαφέρον τους όταν επανενεργοποιούνται τα έντυπα για ευχάριστες εμπειρίες. Το ποσοστό επιτυχίας μέχρι στιγμής είναι 80%.

"Επειδή η απόδειξη της αρχής είναι ότι μπορούμε να ενεργοποιήσουμε τεχνητά τις μνήμες και να δημιουργήσουμε ψευδείς αναμνήσεις στα ζώα", λέει ο Ramirez, "το μόνο άλμα που απομένει μεταξύ των ανθρώπων και των ανθρώπων είναι η τεχνολογική καινοτομία".

Τι γίνεται με τις ηθικές ανησυχίες της χειραγώγησης της μνήμης; Η Patricia Churchland, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Σαν Ντιέγκο και συγγραφέας του αγγίγματος ενός νεύρου: Ο εαυτός ως εγκέφαλος, λέει ότι η θεραπεία αυτού του είδους δεν θα είναι τόσο βαθιά μια αλλαγή όσο φαίνεται. Ανθρώπινες μνήμες, ασαφείς και ασταθείς από την αρχή, έχουν αποτελέσει από καιρό στόχο της επέμβασης, από τη θεραπεία γνωστικής συμπεριφοράς έως την ηλεκτροσόκ σε φάρμακα. Η αντιμετώπιση των συνθηκών όπως η κατάθλιψη σε επίπεδο engram "είναι συνεχής με αυτό που κάνουμε ήδη", λέει ο Churchland, ένας κορυφαίος φιλόσοφος της νευροεπιστήμης.

Ο Ramirez πιστεύει ότι η χειρουργική επέμβαση μνήμης είναι αναπόφευκτη, αν και υπάρχουν πολλά ερωτήματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν. Πώς θα μπορούσε να γίνει με ασφάλεια; Μη επεμβατικά; Ηθικά; Πώς θα επιλέγονται οι ασθενείς; Όσο οδυνηρή είναι η καρδιακή παρενόχληση, οι περισσότεροι από εμάς αναγνωρίζουν επίσης ότι είναι ένα φυσικό, ακόμη και υγιές, μέρος της ζωής. Ένα αγόρι γυμνασίου που μόλις έσπασε με τη φίλη του μπορεί να μην είναι καλός υποψήφιος για χειρουργική επέμβαση μνήμης. Αλλά άτομα με άνοια ή σοβαρή κατάθλιψη - θα ήταν απάνθρωπο να μην διευκολύνουν την ταλαιπωρία τους εάν ήταν δυνατή μια αποτελεσματική, ασφαλής επέμβαση μνήμης;

Οι επιδρομές που έχουν κάνει οι Ramirez και Liu στους μηχανισμούς της μνήμης ανοίγουν έναν ευρύ νέο κόσμο με δυνατότητες που είναι βαθιές, τρομακτικές, εκπληκτικές και επείγουσες. "Πρέπει να ξεκινήσουμε τη συζήτηση χθες για το τι θα κάνουμε όταν αυτό συμβεί", λέει ο Ramirez, "έτσι ώστε να είμαστε έτοιμοι και να ξέρουμε πώς να το χειριστούμε".

Γνωρίστε τους δύο επιστήμονες που εμφάνισαν μια ψεύτικη μνήμη σε ένα ποντίκι