https://frosthead.com

Kako si naši možgani delajo spomine

Karim Nader se je v sončnem jutru v kavarni s pločnikom v Montrealu usedel na dan osem let prej, ko sta se dva letala zaletela v stolpa dvojčka Svetovnega trgovinskega centra. Prižge cigareto in zamahne z rokami v zraku, da skicira prizor.

Sorodne vsebine

  • Postmortem najslavnejšega možganov v zgodovini nevroznanosti
  • Možganske celice za druženje
  • Birdbrain Breakthrough

V času napada je bil Nader podoktorski raziskovalec na newyorški univerzi. Medtem ko se je pripravljal na službo, je prižgal radio in slišal, kako se jutranji diskiji za panike sprevržejo v paniki, ko so povezovali dogodke na Spodnjem Manhattnu. Nader je stekel na streho svojega stanovanjskega objekta, kjer je imel razgled na stolpe, oddaljene manj kot dve milji. Stal je tam, omamen, ko so goreli in padali, in si mislil: »Nič, človek. To je napačen film. "

V naslednjih dneh, se spominja Nader, je šel skozi postaje podzemne železnice, kjer so bile stene obložene z zapiski in fotografijami, ki so jih pustili ljudje, ki obupno iščejo pogrešane ljubljene. "Bilo je kot hoditi navzgor po reki žalosti, " pravi.

Podobno kot milijoni ljudi ima tudi Nader žive in čustvene spomine na napade in njihove posledice 11. septembra 2001. Toda kot strokovnjak za spomin in zlasti za pokvarljivost spomina ve bolje, kot da se popolnoma zaupa svojim spominkom.

Večina ljudi ima tako imenovane bliskovite spomine na to, kje so bili in kaj so počeli, ko se je zgodilo nekaj pomembnega: umor predsednika Johna F. Kennedyja, recimo, ali eksplozija vesoljskega šatla Challenger. (Žal se zdi, da osupljivo grozne novice izhajajo iz modrega pogosteje kot osupljivo dobre novice.) Toda tako jasne in podrobne, kot se zdijo ti spomini, psihologi menijo, da so presenetljivo netočni.

Nader, ki je zdaj nevroznanstvenik z univerze McGill v Montrealu, pravi, da je njegov spomin na napad na Svetovni trgovinski center nanj odigral nekaj trikov. Spomnil se je, da je 11. septembra videl televizijske posnetke prvega letala, ki je udarilo v severni stolp Svetovnega trgovinskega centra. A presenečen je izvedel, da so se takšni posnetki prvič predvajali naslednji dan. Očitno ni bil sam: raziskava iz leta 569 študentov fakultet je leta 2003 ugotovila, da jih 73 odstotkov deli to zmotno predstavo.

Nader verjame, da ima morda razlago za takšne čudovite spomine. Njegove ideje so v nevroznanosti nekonvencionalne, zato so raziskovalci ponovno premislili o svojih najbolj osnovnih predpostavkah o tem, kako deluje spomin. Nadamo, skratka, verjame, da že samo dejanje spomina lahko spremeni naš spomin.

Velik del njegovih raziskav je na podganah, pravi pa, da enaka osnovna načela veljajo tudi za človeški spomin. Dejansko je človeku ali kateri koli drugi živali morda nemogoče, da bi si pripomnil spomin, ne da bi ga na nek način spremenili. Nader meni, da je verjetno, da so nekatere vrste pomnilnika, na primer bliskovni pomnilnik, bolj dovzetne za spremembe kot druge. Spomini okoli velikega dogodka, kot je 11. september, so morda še posebej dovzetni, pravi, saj jih ponavadi ponavljamo v svojih glavah in v pogovoru z drugimi - vsaka ponovitev pa jih lahko spremeni.

Za tiste, ki negujemo svoje spomine in radi mislimo, da so natančen zapis naše zgodovine, je ideja, da je spomin v bistvu pokvarljiv, več kot malce moteča. Niso vsi raziskovalci prepričani, da je Nader dokazal, da proces spominjanja samega sebe lahko spremeni spomine. Če pa ima prav, morda to ni povsem slabo. Mogoče bi bilo celo uporabiti ta fenomen v korist, da bi zmanjšali trpljenje ljudi s posttravmatsko stresno motnjo, ki jih mučijo ponavljajoči se spomini na dogodke, za katere želijo, da bi jih lahko spravili za seboj.

Nader se je rodil v Kairu v Egiptu. Njegova koptska krščanska družina se je soočila s preganjanjem iz rok arabskih nacionalistov in je pobegnila v Kanado leta 1970, ko je bil star 4 leta. Veliko sorodnikov se je odpravilo tudi na potovanje, toliko, da ga je Naderjevo dekle na velikih družinskih srečanjih dražilo o "zvočni sliki tisoč poljubov", ko so ljudje namenili običajne pozdrave.

Obiskoval je kolidž in podiplomsko šolo na univerzi v Torontu, leta 1996 pa se je pridružil newyorškemu laboratoriju Josepha LeDouxa, uglednega nevroznanstvenika, ki preučuje, kako čustva vplivajo na spomin. "Ena od stvari, ki me je resnično zapeljala pri znanosti, je ta, da gre za sistem, ki ga lahko uporabite za preizkušanje lastnih idej o tem, kako stvari delujejo, " pravi Nader. Celo najbolj cenjene ideje na določenem področju so pod vprašajem.

Znanstveniki že dolgo vedo, da je za snemanje spomina potrebno prilagajanje povezav med nevroni. Vsak spomin prepleta nekaj drobnih podskupin nevronov v možganih (človeški možgani imajo skupaj 100 milijard nevronov) in spreminjajo način komuniciranja. Nevroni drug drugemu pošiljajo sporočila skozi ozke vrzeli, imenovane sinapse. Sinaps je kot vrvež pristanišče, skupaj s stroji za pošiljanje in sprejem tovora - nevrotransmiterji, specializiranimi kemikalijami, ki prenašajo signale med nevroni. Vsa ladjarska oprema je zgrajena iz beljakovin, osnovnih gradnikov celic.

Eden izmed znanstvenikov, ki je naredil največ, da je osvetlil način delovanja spomina na mikroskopski lestvici, je Eric Kandel, nevroznanstvenik z univerze Columbia v New Yorku. V petih desetletjih raziskav je Kandel pokazal, kako kratkoročni spomini - tisti, ki trajajo nekaj minut - vključujejo razmeroma hitre in preproste kemične spremembe v sinapsi, zaradi katerih deluje bolj učinkovito. Kandel, ki je dobil delež Nobelove nagrade za fiziologijo ali medicino za leto 2000, je ugotovil, da morajo nevroni za ustvarjanje spomina, ki traja ure, dneve ali leta, izdelati nove beljakovine in razširiti doke, da bi se promet nevrotransmiterjev sprožil. bolj učinkovito. Dolgoročni spomini morajo biti dobesedno vgrajeni v možganske sinapse. Kandel in drugi nevroznanstveniki na splošno domnevajo, da ko je spomin sestavljen, je stabilen in ga ni mogoče enostavno razveljaviti. Ali, kot pravijo, se spomin "utrdi."

Po tem stališču možganski spominski sistem deluje kot peresnik in zvezek. Za kratek čas, preden se črnilo posuši, je mogoče razmazati, kar piše. Toda po utrditvi spomina se zelo malo spremeni. Seveda se spomini z leti lahko zbledijo kot staro slovo (ali celo poženejo v plamen, če Alzheimerjeva bolezen udari), vendar v običajnih okoliščinah vsebina spomina ostane enaka, ne glede na to, kolikokrat je bil vzet in prebran. Nader bi nasprotoval tej ideji.

V tem, kar se je izkazalo za odločilni trenutek v njegovi zgodnji karieri, se je Nader udeležil predavanja, ki ga je Kandel na newyorški univerzi predaval o tem, kako so zapisani spomini. Nader se je moral spraševati, kaj se zgodi ob odpoklicu spomina. Delo z glodalci iz šestdesetih let prejšnjega stoletja ni vplivalo na teorijo konsolidacije. Raziskovalci so ugotovili, da bi spomin lahko oslabel, če bi živalim povzročili električni šok ali zdravilo, ki bi posegalo v določen nevrotransmiter, tik potem, ko so žival spodbudili k spominu. To je kazalo, da so bili spomini izpostavljeni motnjam tudi po utrditvi.

Če bi si želeli misliti na drug način, je delo predlagalo, da bi bilo odstranjevanje starega spomina v dolgoročno shranjevanje po odpoklicu presenetljivo podobno, kot da bi ga ustvarili prvič. Obe sta si ustvarili nov spomin in odstranili stari, ki je verjetno vključeval gradnjo beljakovin ob sinapsi. Raziskovalci so ta proces poimenovali "ponovna konsolidacija". Toda drugi, vključno z nekaterimi vidnimi strokovnjaki za spomin, so imeli težave pri kopiranju teh ugotovitev v lastnih laboratorijih, zato ideje niso zasledili.

Nader se je odločil, da bo koncept znova preizkusil z eksperimentom. Pozimi leta 1999 je štiri podgane poučil, da je močan pisk pred visokim piskom. To je bilo enostavno - glodalci se takih dvojic naučijo, potem ko so jim bili izpostavljeni samo enkrat. Nato podgana zamrzne, ko zasliši ton. Nader je nato čakal 24 ur, igral ton, da bi ponovno aktiviral spomin in v podgane možgane vbrizgal zdravilo, ki preprečuje nevronom, da naredijo nove beljakovine.

Če se spomini utrdijo samo enkrat, ko jih je prvič ustvaril, je utemeljil, zdravilo ne bi vplivalo na podgane spomina na ton ali na način, kako bi se odzval na ton v prihodnosti. Če pa je treba spomine vsaj delno obnoviti ob vsakem odpoklicu - vse do sinteze svežih nevronskih beljakovin -, se podgane pozneje odzovejo, kot da se ne bi naučile, da bi se bale tona in bi ga ignorirale. Če bi bilo tako, bi študija nasprotovala standardnemu pojmovanju spomina. Bil je, priznava, dolg strel.

"Ne zapravljajte časa, to ne bo nikoli uspelo, " mu je dejal LeDoux.

Delovalo je.

Ko je Nader pozneje preizkusil podgane, potem niso slišali, ko so slišali ton: bilo je, kot da so pozabili na to. Nader, ki je videti nekoliko hudičevo v svojem uhanu in poudarjenih stranskih opeklinah, se še vedno vrtoglavo pogovarja o poskusu. Oči široko od navdušenja, zreži v kavarniško mizo. "To je noro, kajne? Vstopil sem v Joejevo pisarno in rekel: "Vem, da gre samo za štiri živali, vendar je to zelo spodbudno!"

Po Naderjevih prvotnih ugotovitvah so nekateri nevroznanstveniki svoje delo objavili v člankih iz revije in mu na znanstvenih srečanjih dali hladno ramo. Toda podatki so pri nekaterih psihologih dosegli bolj skladen akord. Konec koncev so njihovi poskusi že dolgo nakazovali, da spomin zlahka izkrivljamo, ne da bi ga ljudje zavedali.

V klasični raziskavi iz leta 1978, ki jo je vodila Elizabeth Loftus, psihologinja tedaj na Washingtonski univerzi, so raziskovalci študentom pokazali serijo barvnih fotografij, ki prikazujejo nesrečo, v kateri rdeči avtomobil Datsun na križišču zruši pešca. Dijaki so odgovarjali na različna vprašanja, od katerih so bila nekatera namerno zavajajoča. Čeprav so na primer fotografije na Datsunu pokazale znak za zaustavitev, so raziskovalci nekatere študente vprašali: "Ali je drugi avto prehitel rdeči Datsun, medtem ko je bil ustavljen na znaku donosa?"

Kasneje so raziskovalci vse študente vprašali, kaj so videli - znak za zaustavitev ali znak donosa? Študenti, ki jim je bilo postavljeno zavajajoče vprašanje, so bolj verjetno dali napačen odgovor kot ostali študenti.

Nader in njegovi sodelavci eksperiment podpirajo idejo, da se spomin na novo oblikuje v procesu priklica. "Iz naše perspektive je to precej podobno ponovni konsolidaciji spomina, " pravi Oliver Hardt, podoktorski raziskovalec v Naderjevem laboratoriju.

Hardt in Nader pravita, da se lahko zgodi nekaj podobnega s spomini na žarnice. Ljudje imajo navadno natančne spomine na osnovna dejstva pomembnega dogodka - na primer, da so v napadih 11. septembra ugrabili skupno štiri letala -, vendar pogosto zavajajo osebne podatke, na primer, kje so bili in kaj so počeli. . Hardt pravi, da bi to lahko bilo, ker gre za dve različni vrsti spominov, ki se v različnih situacijah ponovno aktivirajo. Televizijska in druga medijska poročanja krepijo osrednja dejstva. Toda priklic izkušnje drugim ljudem lahko omogoči, da se popačenja uležejo. "Ko to odpovete, pomnilnik postane plastičen in vse, kar je okoli vas v okolju, lahko moti prvotno vsebino spomina, " pravi Hardt. V dneh, ki sledijo 11. septembra, so na primer ljudje verjetno večkrat prenovili svoje osebne zgodbe - "kje ste bili, ko ste slišali novice?" - v pogovorih s prijatelji in družino, kar morda omogoča, da se podrobnosti zgodb drugih ljudi mešajo z njihovimi lastnimi .

Od Naderjevega prvotnega eksperimenta je na desetine raziskav na podganah, črvih, piščancih, čebelah in študentih predlagalo, da se ob odpoklicu lahko motijo ​​celo dolgoletni spomini. Naderjev cilj je povezati raziskave na živalih in namige, ki jih prinaša o živahnem molekularnem stroju sinapse, na vsakodnevno človeško izkušnjo spomina.

Nekateri strokovnjaki menijo, da napreduje pred seboj, še posebej, če na podganah in drugih živalih vzpostavi povezave med človeškim spominom in temi ugotovitvami. "Malo ga proda, " pravi Kandel.

Daniel Schacter, psiholog z univerze Harvard, ki preučuje spomin, se strinja z Naderjem, da lahko pride do izkrivljanj, ko ljudje ponovno aktivirajo spomine. Vprašanje je, ali je ponovna konsolidacija - za katero meni, da se je Nader prepričljivo izkazala v poskusih na podganah - razlog za popačenje. "Neposrednih dokazov še ni, da bi pokazali, da sta dve stvari povezani, " pravi Schacter. "Zanimiva je možnost, da bodo ljudje zdaj morali spremljati naprej."

Nekaj ​​milj od njegove pisarne v Montrealu, na inštitutu Univerze za duševno zdravje Douglas, poteka resnični test Naderjeve teorije ponovne utrditve spomina. Alain Brunet, psiholog, vodi klinično preskušanje, v katerem so sodelovali ljudje s posttravmatsko stresno motnjo (PTSP). Upanje je, da bodo skrbniki lahko oslabili položaj travmatičnih spominov, ki čez dan preganjajo bolnike in ponoči napadajo njihove sanje.

Brunet ve, kako močni so lahko travmatični spomini. Leta 1989, ko je na univerzi v Montrealu študiral magisterij iz psihologije, je moški, oborožen s polavtomatsko puško, stopil v inženirsko učilnico na kampusu, ločil moške od žensk in ustrelil ženske. Orožnik je nadaljeval pokol v drugih učilnicah in hodnikih univerze Polytechnique École, ustrelil 27 ljudi in ubil 14 žensk, preden se je ubil. To je bilo najhujše množično streljanje v Kanadi.

Brunet, ki je bil tisti dan na kampusu, pravi, "to je bila zame zelo močna izkušnja." Pravi, da je bil presenečen, ko je ugotovil, kako malo je bilo takrat znanega o psihološkem vplivu takih dogodkov in kako pomagati ljudem, ki so jih preživeli. Odločil se je za študij travmatičnega stresa in kako ga zdraviti.

Tudi zdaj, pravi Brunet, zdravila in psihoterapija, ki se običajno uporabljajo za zdravljenje PTSP, mnogim bolnikom ne zagotavljajo trajne olajšave. "Še vedno je veliko prostora za odkrivanje boljših načinov zdravljenja, " pravi.

V prvi raziskavi Bruneta so bolniki s PTSP jemali zdravilo, ki naj bi vplivalo na ponovno utrditev strašnih spominov. Zdravilo propranolol se že dolgo uporablja za zdravljenje visokega krvnega tlaka in nekateri izvajalci ga jemljejo za boj proti scenski strahovi. Zdravilo zavira nevrotransmiter, imenovan norepinefrin. Možen stranski učinek zdravila je izguba spomina. (V študiji, podobni Naderjevemu prvotnemu poskusu s podganami, so raziskovalci v LeDouxovem laboratoriju ugotovili, da lahko zdravilo oslabi strah v spominu na izrazit ton.)

Bolniki v Brunetovi študiji, objavljeni leta 2008, so imeli približno desetletje prej travmatičen dogodek, kot so prometna nesreča, napad ali spolna zloraba. Začeli so terapevtsko sejo sedeti sami v nepopisni sobi z dobro obrabljenim naslanjačem in televizijo. Devet bolnikov je vzelo tableto propranolola in eno uro začelo gledati ali gledati televizijo. Desetim so dali placebo tabletko.

Brunet je prišel v sobo in se malo pogovarjal, preden je pacientu povedal, da ima prošnjo: želel je, da bi pacient prebral scenarij, ki temelji na prejšnjih intervjujih z osebo in opisal njegovo travmatično izkušnjo. Bolniki, vsi prostovoljci, so vedeli, da bo branje del eksperimenta. "Nekateri so v redu, nekateri začnejo jokati, nekateri si morajo oddahniti, " pravi Brunet.

Teden dni kasneje so bolniki s PTSP poslušali scenarij, tokrat ne da bi jemali zdravila ali placeba. V primerjavi z bolniki, ki so jemali placebo, so bili tisti, ki so teden prej vzeli propranolol, bolj umirjeni; imeli so manjši utrip v srčnem utripu in manj so se zmotili.

Brunet je pravkar zaključil večjo raziskavo s skoraj 70 bolniki s PTSP. Tisti, ki so jemali propranolol enkrat na teden šest tednov, medtem ko so brali scenarij svojega travmatičnega dogodka, so pokazali povprečno 50-odstotno zmanjšanje standardnih simptomov PTSP. Dolgo po tem, ko so učinki droge izginili, so v svojem vsakdanjem življenju imeli manj nočnih mor in napak. Zdravljenje ni izbrisalo bolnikovega spomina na dogajanje z njimi; raje se zdi, da je spremenila kakovost tega spomina. "Iz tedna v teden se čustveni ton spomina zdi šibkejši, " pravi Brunet. "Zapomnili so se manj skrbeti za ta spomin."

Nader pravi, da so lahko travmatični spomini bolnikov s PTSP shranjeni v možganih na približno enak način, kot da se spomin na ton, ki napoveduje šok, shrani v možgane podgane. V obeh primerih priklic spomina odpre manipulacijo. Nader pravi, da ga je spodbudilo dosedanje delo s pacienti s PTSP. "Če ima kdo možnost pomagati ljudem, moramo poskusiti, " pravi.

Med številnimi vprašanji, ki jih Nader zasleduje, je, ali postanejo vsi spomini ranljivi ob odpoklicu ali le določeni spomini v določenih okoliščinah.

Seveda je še večje vprašanje: zakaj so spomini tako nezanesljivi? Konec koncev, če bi se manj spremenili, ne bi trpeli, da bi se spominjali podrobnosti pomembnega pogovora ali prvega zmenka.

Potem je spet lahko urejanje še en način za učenje iz izkušenj. Če ljubeznivi spomini na zgodnjo ljubezen niso bili kaljeni z vedenjem o katastrofalnem razpadu ali če se spomini na težke čase niso izravnali z vedenjem, da so se stvari na koncu iztekle, morda ne bomo izkoristili prednosti teh težko zasluženih življenjske lekcije. Morda je bolje, če lahko spomine na novo napišemo vsakič, ko se jih spomnimo. Nader predlaga, da je morda ponovna utrditev mehanizem možganov za prenašanje starih spominov v luči vsega, kar se je zgodilo od takrat. Z drugimi besedami, ravno to nas lahko prepreči, da živimo v preteklosti.

Greg Miller piše za biologijo, vedenje in nevroznanost za revijo Science . Živi v San Franciscu. Gilles Mingasson je fotograf s sedežem v Los Angelesu.

Karim Nader, nevroznanstvenik z univerze McGill v Montrealu, je oporekal ortodoksnim idejam o naravi spominov. (Gilles Mingasson) Spomini so shranjeni v predelu možganov, imenovanem hipokampus, ki je na tej računalniški ilustraciji prikazan rdeče barve. (Foto raziskovalci, Inc.) Mikroskopske živčne celice (obarvane zeleno) so povezane v gosto mrežo, ki kodira informacije. (Foto raziskovalci, Inc.) Raziskovalci pogosto preučujejo "bliskovite spomine", naše na videz fotografske miselne slike presenetljivih evenov, kot je eksplozija vesoljskega šatla Challenger leta 1986 (AP Images) Večina ljudi ima tako imenovane "bliskovite spomine" na to, kje so bili in kaj so počeli, ko se je zgodilo nekaj pomembnega, na primer atentat na predsednika Johna F. Kennedyja. Toda tako jasni in podrobni, kot se zdijo ti spomini, psihologi menijo, da so presenetljivo netočni. (AP slike) Spomin na napad svetovnega trgovinskega centra je na Nader odigral nekaj trikov. Spomnil se je, da je 11. septembra videl televizijske posnetke prvega letala, ki je udarilo v severni stolp Svetovnega trgovinskega centra. A presenečen je izvedel, da so se naslednji posnetki prvič predvajali naslednji dan. (AP slike) Spomini spreminjajo način, kako živci izmenjujejo signale na kontaktnih točkah, imenovanih sinapse. Na tej sliki, povečanega na tisočekrat, se živčno vlakno, prikazano v vijolični barvi, sreča z rumenimi celicami. (Foto raziskovalci, Inc.) Spomin je presenetljivo pokvarjen, pravi Elizabeth Loftus, psihologinja kalifornijske univerze v Irvineu. (Gilles Mingasson) V klasičnem eksperimentu je Loftus ugotovil, da bi lahko ljudi, ki so videli slike uprizorjene avtomobilske nesreče, privedli do bistvenih podrobnosti. (Elizabeth Loftus) Ljudje, ki so avtomobil videli na znaku zaustavitve, so pozneje zavedeli, da so videli znak za donos. (Elizabeth Loftus) Študije psihologa Alaina Bruneta kažejo znake pomoči ljudem s posttravmatsko stresno motnjo. (Gilles Mingasson) Bolniki, ki so se spomnili svoje travme po jemanju zdravila, ki moti oblikovanje spomina, so občutili manjšo tesnobo, ko so pozneje spomnili na dogodek. Brunetova pomočnica Elena Saimon demonstrira. (Gilles Mingasson)
Kako si naši možgani delajo spomine