211service.com
Forskare får möss att komma ihåg saker som inte hände
Forskare har skapat ett falskt minne hos möss genom att manipulera neuroner som bär minnet av en plats. Arbetet visar ytterligare hur opålitligt minne kan vara. Det lägger också ny grund för att förstå cellbeteendet och kretsarna som styr minnet, och kan en dag hjälpa forskare att upptäcka nya sätt att behandla psykiska sjukdomar som påverkas av minnet.
Kom ihåg det här: De röda neuronerna är hjärncellerna i hippocampus hos en mus som bär ett nytt minne av en viss plats.
I den studie , publicerad i Vetenskap på torsdagen visar MIT-forskarna att de kan modifiera ett minne och få en mus att tro att den upplevde något den inte gjorde. Susumu Tonegawa , en neuroforskare vid MIT, och medlemmar av hans labb använde möss som var genetiskt modifierade för att möjliggöra för vissa neuroner att aktiveras med en ljusblixt; tekniken gjorde det möjligt för forskarna att aktivera ett minne som fick en mus att tro att den hade upplevt elektriska stötar i en viss låda, trots att inget sådant hade hänt där. Minnets process är ingenting som en bandinspelning, säger studiens första författare Steve Ramirez. Det är verkligen formbart och mottagligt för inkorporering av ny information.
Resultaten är verkligen häpnadsväckande, säger Sheena Josselyn , en neuroscientist vid sjukhuset för sjuka barn i Toronto. Det visar att dina minnen egentligen bara är aktiviteter av olika celler, och de kan ersätta en faktisk sak som hände genom att bara aktivera vissa celler i hjärnan, säger hon. Folk har lekt med den här idén ett tag, men att ha en teori och visa den är två olika saker.
Framsteg inom neurovetenskapliga metoder och teknik ger forskare en aldrig tidigare skådad förståelse för minnens biologiska grund. Under de senaste åren har forskare avslöjat detaljer om de molekylära och cellulära komponenterna i minnesskapande och det elektriska språk som celler använder för att återkalla minnen (se Skapa minnen och Ett första steg mot en protes för minne).
Mer allmänt utforskar neuroforskare alltmer mänsklig kognition vid dess molekylära och cellulära ursprung. En dag kan denna djupare förståelse leda till bättre eller nya behandlingar, såsom minnesimplantat som ersätter förlorade minnen (se Minnesimplantat ) eller nya läkemedel för att öka fördelaktig minneskonsolidering.
Tidigare hade det MIT-baserade teamet visad att det kunde fastställa platsen och sammansättningen av celler som bär ett minne, och att aktivering av dessa celler stimulerade minnesåterkallelse hos möss. För att skapa det nya, falska minnet, återaktiverade Tonegawas team en muss minne av en säker plats medan djuret fick stötar i sina fötter, vilket förvandlade det ursprungliga minnet.
Först använde teamet genetiska trick för att märka hjärncellerna som är involverade i minnet av en kammare som var säker och neutral. Nästa dag satte de djuret i en andra kammare, en helt annan miljö. Där fick djuret fotchocker samtidigt som forskarna sken ljus för att återaktivera minnet av den ofarliga första kammaren. När djuret sattes tillbaka i den första kammaren frös det fruktansvärt - en tydlig indikation på att det kom ihåg att det blev chockat i den kammaren, även om det aldrig hände. Det bildade ett falskt minne, säger Ramirez.
Ett av de långsiktiga målen för arbetet är att kunna identifiera nya metoder för att hjälpa patienter med kognitiva störningar. Det är inte för att vi vill implantera eller 'inkludera' någon falsk erfarenhet i det mänskliga sinnet, utan för att det så småningom kan vara användbart att utveckla metoder för att minska kognitiva abnormiteter förknippade med psykiatriska sjukdomar, såsom vanföreställningar som patienter med schizofreni upplever, säger Tonegawa.
Verket utforskar också minnesmekanismerna på cell- och kretsnivå. En annan samling neuroner i hippocampus aktiverades för minnet av de två olika kamrarna. Teamet fann också att inte alla regioner i hippocampus skapas lika - tekniken fungerade i en subregion men inte en annan, vilket antyder olika roller för subregionerna i stegen att skapa och bearbeta minnen, säger Ramirez.
Sättet som det falska minnet bildas i musen är i princip samma cellulära mekanism som tjänar riktiga minnen, säger Tonegawa, vilket förklarar varför personer med falska minnen kan vara så övertygade om att de är korrekta. Människominnet kan vara väldigt opålitligt, säger Tonegawa. I juridiska sammanhang bör vittnesmål baserat på minne betraktas med mycket mindre vikt.
Josselyn håller med om att resultaten antyder att falska minnen inte är så ovanliga som många tror. Vid någon tidpunkt borde vi inte riktigt lita på våra minnen, för vissa saker vi minns hände inte riktigt, säger hon. Denna nya studie visar att det inte ens är nödvändigt att tänka på ett minne för att ändra det. Man kan bara aktivera cellerna, säger Josselyn.
Framtida steg kommer att vara att använda tekniken för minnesmanipulation för att försöka fixa oönskade aspekter av hjärnans funktion, såsom depression och ångest, som båda kännetecknas av intrång av oönskade minnen eller en oförmåga att associera positiva känslor med minnen. Den direkta manipuleringen av minnen hos människor skulle kräva ny, mindre invasiv teknologi, eftersom de optogenetiska teknikerna som används i studien kräver virusmedierad genetisk modifiering av neuroner och en kirurgiskt implanterad ljuskälla.
Men forskare hoppas att vissa resultat från studien så småningom skulle kunna användas för att hjälpa människor. Om vi verkligen kan redigera ett minne, kanske vi kan redigera det till förmån för en patient, säger Ramirez.