Kan forskere 'hacke' hukommelse?
Moderne videnskab giver os uendelige muligheder for at hjælpe vores kroppe og vores sind med at forblive sunde, men nogle nyere videnskabelige sysler har også været centrum for kontroverser. En af disse er forskernes interesse i at manipulere minder. Er denne bedrift mulig, og hvis ja, hvorfor skulle vi ønske at opnå det?
Vores minder udgør så meget af, hvem vi er, og de ting, vi husker, kan ofte definere vores oplevelse af verden.
Og mens positive minder kan hjælpe os med at vokse og trives, har negative minder ikke altid sådanne velkomne effekter.
Nogle gange kan ubehagelige minder være en del af en indlæringskurve - at blive skoldet med kogende vand betyder, at vi næste gang bliver mere forsigtige, når vi håndterer kedlen.
Der er dog også minder, der er virkelig traumatiske, og at huske dem kan føre til nød og alvorlige mentale sundhedsmæssige forhold, såsom posttraumatisk stresslidelse (PTSD).
Undersøgelsen af hukommelse - dannelse, tilbagekaldelse og glemmer - tiltrækker stor opmærksomhed og nysgerrighed blandt neurovidenskabere, psykologer og endda forskere fra humaniora, da der stadig er så meget, at vi ikke fuldt ud forstår processerne omkring hukommelsen.
Og mens vi stadig har brug for at finde ud af mere om, hvordan minder dannes i hjernen, er forskere i de senere år begyndt at undersøge muligheden for at manipulere minder - især negative - for at se, om de kan svække eller fjerne dem helt.
I denne Spotlight-funktion ser vi kort på, hvorfor vi husker, og hvorfor vi naturligvis glemmer. Vi undersøger også nogle undersøgelser, der har fordybet sig i hukommelsesmanipulation og forklaret, hvordan forskere sigter mod at opnå det, og hvorfor.
Hukommelse og glemmer
Når hjernen koder for information, gemmes disse data i grupper af neuroner, der synapses - eller links, der gør det muligt for hjerneceller at "kommunikere" - forbinde sammen.
Forskere forbinder typisk stærkere synapser med en bedre hukommelse, og hjernen "opdaterer" konstant synaptiske forbindelser og danner nye eller styrker gamle, når nye minder opbygges, eller vi opdaterer ældre.
Imidlertid kan synapser også blive svagere, hvis de ikke aktiveres ofte nok, og hjernen mister ofte nogle af disse forbindelser helt. Således kan glemme forekomme naturligt, og forskere hævder faktisk, at glemme er en vigtig del af at lære og skabe nye minder.
Medicinske nyheder i dag talte med Ph.D., Sam Berens, som i øjeblikket er forskningsassistent ved University of York i Storbritannien, og han forklarede os, at naturlig glemme kan skyldes nogle få forskellige grunde.
”Glemning opstår, fordi det ikke ville være energieffektivt at uendeligt opretholde alle de minder, vi danner hver dag,” forklarede han og tilføjede, at det “også synes at være en naturlig konsekvens af neurogenese - processen, der skaber nye hjerneceller til støtte for fremtidig læring. ”
”På grund af dette kan rydning af gamle og ubrugte minder være direkte relateret til vores evne til at lære nye ting,” fortalte han MNT.
Men forskere fortsætter med at udforske de mange komplikationer, der gendanner hukommelse og dannelse. For eksempel er ikke alle vores minder korrekte, og nogle gange ”implementerer” vores hjerner glemme som en forsvarsmekanisme.
Hukommelseskonformitet og forvrængning
Tidligere undersøgelser har vist, at sociale interaktioner kan påvirke en persons hukommelse af en begivenhed, ligesom hvad andre mennesker husker - eller hævder at huske - om den samme begivenhed.
Ifølge en rapport i tidsskriftet Videnskab, “Overensstemmelse kan forekomme i to former, som oprindeligt formidler lignende, eksplicit adfærd, men som er fundamentalt forskellige.” Disse er:
- Privat overensstemmelse, hvor "en persons erindring virkelig kan ændres af social indflydelse, hvilket resulterer i langvarige, vedvarende hukommelsesfejl."
- Offentlig overensstemmelse, hvor "enkeltpersoner kan vælge at overholde sig udadtil og give en konto, der passer til andres, men indvendigt opretholde sikkerhed i deres egen originale hukommelse."
Men mens offentlig overensstemmelse faktisk ikke påvirker den enkeltes egen hukommelsesopfattelse, kan deltagelse i denne proces føre til, at den person påvirker andres hukommelse af begivenheden.
Samtidig bemærker rapportens forfattere, at "hukommelseskonformitet også kan tjene et adaptivt formål, fordi social læring ofte er mere effektiv og nøjagtig end individuel læring", hvilket ikke altid er pålideligt.
For eksempel, som undersøgelser har vist, kan hukommelsesprocessen betyde, at den oprindelige hukommelse omskrives - med hukommelsen til den hukommelse - så den oprindelige hukommelse bliver forkert.
En undersøgelse, der vises i Journal of Neuroscience, kalder dette "hentningsinduceret forvrængning" og forklarer, at forvrængningen kan forekomme enten fordi hentningsprocessen ændrede hukommelsen, "eller fordi det førte til dannelsen af nye [...] foreninger", som " sidder fast, ”for at sige det til den oprindelige hukommelse.
”En hukommelse er ikke blot et billede, der produceres af tiden, der rejser tilbage til den oprindelige begivenhed - det kan være et billede, der er noget forvrænget på grund af de tidligere tidspunkter, du huskede det,” siger Donna Bridge, en af undersøgelsesforfatterne.
”Minderne er ikke statiske. Hvis du husker noget i sammenhæng med et nyt miljø og tid, eller hvis du endda er i et andet humør, kan dine minder muligvis integrere de nye oplysninger. ”
Donna Bridge
Glemmer som en adaptiv mekanisme
Ud over spørgsmålene omkring, hvordan vi husker de ting, vi husker, er der også problemet med, hvorfor vi glemmer, og nogle forskere bemærker, at glemme undertiden forekommer som en adaptiv mekanisme.
En måde, hvorpå glemme kan være tilpasningsdygtig, fortalte Berens MNT, er, at ved at slippe irrelevante detaljer, er vores hjerner bedre i stand til at huske vigtige oplysninger.
”[M] eget arbejde antyder, at glemme specifikke detaljer om en begivenhed giver os mulighed for at fokusere på det større billede og trække generelle mønstre, der kan forudsige fremtiden,” forklarede han.
”For eksempel er det kun nyttigt at huske nøjagtigt, hvilke træer i skoven der bærer den mest lækre frugt, før du har spist al den frugt. I stedet for at huske de specifikke træer, kan det være bedst at huske det generelle område i en skov, der har de bedste træer. ”
Sam Berens, Ph.D.
”Dette indebærer undertiden at glemme specifikke detaljer [...] og sløre mange oplevelser sammen for at trække et generelt mønster ud,” fortsatte Berens.
Forskeren bemærkede også, at en anden måde, hvorpå glemme kan være en nyttig proces, er at placere negative minder uden for rækkevidde, så de er mindre foruroligende for den person, de påvirker.
”Minder om følelsesmæssige eller traumatiske begivenheder mister deres følelsesmæssige tone over tid,” sagde Berens, og “dette kan hjælpe os med at revurdere og lære af tidligere erfaringer uden behov for at genopleve alle de tilknyttede følelser på samme tid.”
Forstyrrer påtrængende minder
Men hvad sker der, når traumatiske minder vedvarer og ikke vises igen? Eksperter kalder dette "påtrængende genoplevelse af traumer", og det er et kerneegenskab ved PTSD.
Personer, der oplever PTSD, kan spontant huske en traumatisk hukommelse eller føle, at de går tilbage i den sammenhæng, der producerede traumet.
Denne effekt kan forårsage personen alvorlig nød og føre til uregelmæssig adfærd som en håndteringsstrategi.
Af denne grund har nogle forskere spekuleret på, hvilken tilgang de kunne tage for at svække eller manipulere negative minder og mindske deres virkning. Og vi ved allerede, at det er muligt at blande sig i en hukommelse og forhindre den i at størkne.
"[M] -emorier kan svækkes aktivt efter dannelsen," fortalte Berens os og forklarede, at dette er "en proces, der adskiller sig fra at glemme."
”For det første ser der ud til at være et tidsvindue efter hukommelsesdannelse, hvor minder er særlig svage og følsomme over for interferens - hvor modstridende oplysninger kan overskrive indholdet af en hukommelse. […] Minder kan også svækkes af den enkle hentning ... Ja, simpelthen at huske en hukommelse gør det mere modtageligt for at blive svækket, forvrænget eller slettet. ”
Sam Berens, Ph.D.
Berens forklarede endvidere, at lægemidlet Propranolol, som læger kan ordinere til PTSD, allerede går en vej mod at svække ubehagelige minder for at dæmpe deres virkning.
”Sådan bruges Propranolol til at hjælpe patienter med PTSD,” forklarede han og tilføjede, at ”[først] patienten minder om traumet, som svækker hukommelsen, så gives Propranolol, som forhindrer følelserne i at blive kodet som en ny hukommelse. ”
Ikke desto mindre er forskere stadig på udkig efter andre måder at forstyrre hukommelsesdannelse og tilbagekaldelse på. Sådanne undersøgelser kan ikke kun hjælpe med at finde nye behandlinger for PTSD og andre fænomener såsom fobier, men de kan også afsløre ny information om, hvordan hukommelsesrelaterede hjernemekanismer fungerer.
Studerer hukommelsesmanipulation
For at prøve og forstå, om vi kunstigt kan manipulere minder, forsøgte et team af forskere fra Massachusetts Institute of Technology i Cambridge først at indføre falske minder i mus.
Denne indledende undersøgelse, som dukkede op i Videnskab i 2013 brugte en optogenetisk teknik til at manipulere dannelsen af en “hybrid” hukommelse i musens hjerne. Denne metode kræver brug af lysstråler til at aktivere neuroner, som forskere har konstrueret til at reagere på denne stimulus.
I undersøgelsen anvendte teamet ledet af professor Susumu Tonegawa optogenetiske metoder til at synkronisere to grupper af neuroner - en i hippocampus, der aktiverede en rumlig hukommelse og en i amygdala, som aktiverede en frygthukommelse.
Eksperimentet var vellykket - musene begyndte at forbinde frygt med et rum, hvor de faktisk aldrig havde haft en dårlig oplevelse.
I en yderligere undersøgelse af det samme hold - som de offentliggjorde i Natur i 2014 - Tonegawa og kolleger formåede at bruge den samme teknik til at "slukke" for negative associationer i hjernen hos mus.
En anden undersøgelse, der vises i PLOS One samme år fandt de ud af, at forskere kunne stoppe dårlige minder fra at genkonsolideres i rotternes hjerne ved at indgive xenongas - et bedøvelsesmiddel - på det rigtige tidspunkt.
Menneskelige versus dyr hjerner
Men er sådanne undersøgelser på dyr virkelig vejledende for, hvad der ville ske i den menneskelige hjerne under lignende omstændigheder?
Berens fortalte os, at selvom der faktisk er nogle uoverensstemmelser mellem menneskelige hjerner og hjerner fra ikke-menneskelige pattedyr, som forskere normalt arbejder med, er lighederne stærke nok til at give os en god idé om, hvordan menneskelige hjerner ville fungere i samme sammenhæng.
"Vi er virkelig meget lig ikke-menneskelige pattedyr som mus og rotter på mange vigtige måder," forklarede Berens for MNT. ”Den samme hukommelsesdannelses- og konsolideringsproces, der hjælper os med at lære at læse og skrive, fungerer også hos rotter og mus med kun meget små forskelle,” sagde han.
For nylig dog som vi rapporterede om MNT kun sidste måned har et forskergruppe, der spænder over tre lande, taget det skridt at forsøge at svække negative minder hos mennesker.
I deres nylige eksperimenter udsatte forskerne frivillige for ubehageligt indhold, så de først kunne danne de uønskede minder. Derefter bad de deltagerne om at huske disse minder for at udløse processen med hukommelseskonsolidering.
På det tidspunkt administrerede holdet imidlertid et bedøvelsesmiddel - propofol - til nogle af deltagerne. De fandt ud af, at de frivillige efter denne indgreb ikke længere kunne huske det ubehagelige indhold korrekt, som de havde husket før.
Dette fik forskerne til at konkludere, at sedation i det mindste i nogle tilfælde kunne hjælpe med at forstyrre rekonsolidering af traumatiske minder hos mennesker, hvis de blev leveret - som med den tidligere undersøgelse hos rotter - på det rigtige tidspunkt.
Denne proces kan være en nyttig metode til at mindske virkningen af traumatiske minder hos mennesker, der er påvirket af sådanne påtrængende tanker.
”Minderne varmer dig op indefra. Men de river dig også fra hinanden, ”skriver forfatter Haruki Murakami i romanen Kafka ved bredden, og vi har stadig en vej at gå i at lære, hvordan vi bedst bruger vores minder til vækst og forhindrer dem i at blive en hindring.
