en vellykket kunstig hukommelse er oprettet

Vi lærer af vores personlige interaktion med verden, og vores minder om disse oplevelser hjælper med at guide vores adfærd. Erfaring og hukommelse er ubønhørligt forbundet, eller i det mindste syntes de at være før en nylig rapport om dannelsen af helt kunstige minder. Ved hjælp af forsøgsdyr konverterede efterforskere en bestemt naturlig hukommelse ved at kortlægge hjernekredsløbene, der ligger til grund for dens dannelse. De “trænede” derefter et andet dyr ved at stimulere hjerneceller i mønsteret af den naturlige hukommelse. Dette skabte en kunstig hukommelse, der blev bevaret og husket på en måde, der ikke kan skelnes fra en naturlig.

minder er afgørende for den følelse af identitet, der fremgår af fortællingen om personlig oplevelse. Denne undersøgelse er bemærkelsesværdig, fordi den viser, at ved at manipulere specifikke kredsløb i hjernen kan minder adskilles fra den fortælling og dannes i fuldstændig fravær af reel oplevelse. Arbejdet viser, at hjernekredsløb, der normalt reagerer på specifikke oplevelser, kan kunstigt stimuleres og knyttes sammen i en kunstig hukommelse. Denne hukommelse kan fremkaldes af de relevante sensoriske signaler i det virkelige miljø. Forskningen giver en grundlæggende forståelse af, hvordan minder dannes i hjernen og er en del af en spirende videnskab om hukommelsesmanipulation, der inkluderer overførsel, protetisk forbedring og sletning af hukommelse. Disse bestræbelser kan have en enorm indflydelse på en bred vifte af individer, fra dem, der kæmper med hukommelsessvigt til de vedvarende traumatiske minder, og de har også brede sociale og etiske implikationer.

i den nylige undersøgelse blev den naturlige hukommelse dannet ved at træne mus til at forbinde en bestemt lugt (kirsebærblomster) med et fodchok, som de lærte at undgå ved at passere et rektangulært testkammer til en anden ende, der blev infunderet med en anden lugt (karve). Karveduften kom fra et kemikalie kaldet carvone, mens kirsebærblomstringsduften kom fra et andet kemikalie, acetophenon. Forskerne fandt, at acetophenon aktiverer en bestemt type receptor på en diskret type olfaktorisk sensorisk nervecelle.

de vendte sig derefter til en sofistikeret teknik, optogenetik, for at aktivere disse olfaktoriske nerveceller. Med optogenetik bruges lysfølsomme proteiner til at stimulere specifikke neuroner som reaktion på lys leveret til hjernen gennem kirurgisk implanterede optiske fibre. I deres første forsøg brugte forskerne transgene dyr, der kun lavede proteinet i acetophenonfølsomme olfaktoriske nerver. Ved at parre det elektriske fodstød med optogenetisk lysstimulering af de acetophenonfølsomme olfaktoriske nerver lærte forskerne dyrene at forbinde chokket med aktiviteten af disse specifikke acetophenonfølsomme sensoriske nerver. Ved at parre det elektriske fodstød med optogenetisk lysstimulering af de acetophenonfølsomme olfaktoriske nerver lærte forskerne dyrene at forbinde de to. Da de senere testede musene, undgik de kirsebærblomstringen.

disse første trin viste, at dyrene ikke behøvede at opleve lugten for at huske en forbindelse mellem den lugt og et skadeligt fodchok. Men dette var ikke en helt kunstig hukommelse, fordi chokket stadig var ret reelt. For at konstruere en helt kunstig hukommelse havde forskerne brug for at stimulere hjernen på en sådan måde, at de også efterlignede nerveaktiviteten forårsaget af fodchok.

tidligere undersøgelser havde vist, at specifikke nerveveje, der fører til en struktur kendt som det ventrale tegmentale område (VTA), var vigtige for den aversive karakter af fodchok. For at skabe en virkelig kunstig hukommelse havde forskerne brug for at stimulere VTA på samme måde som de stimulerede de lugtende sensoriske nerver, men de transgene dyr lavede kun de lysfølsomme proteiner i disse nerver. For at bruge optogenetisk stimulering stimulerede de olfaktoriske nerver i de samme genetisk konstruerede mus, og de anvendte en virus til også at placere lysfølsomme proteiner i VTA. De stimulerede de olfaktoriske receptorer med lys for at simulere lugten af kirsebærblomster og stimulerede derefter VTA til at efterligne det aversive fodchok. Dyrene huskede den kunstige hukommelse og reagerede på en lugt, de aldrig havde stødt på ved at undgå et chok, de aldrig havde modtaget.

i lang tid har det været et mysterium, hvordan minder dannes i hjernen—og hvilke fysiske ændringer i hjernen ledsager deres dannelse. I denne undersøgelse aktiverede den elektriske stimulering af specifikke hjerneområder, der førte til en ny hukommelse, også andre hjerneområder, der vides at være involveret i hukommelsesdannelse, herunder et område kaldet basolateral amygdala. Fordi nerveceller kommunikerer med hinanden gennem kryds kaldet synapser, er det antaget, at ændringer i synaptisk aktivitet tegner sig for dannelsen af minder. I enkle dyr, såsom havsneglen Aplysia, kan minder overføres fra et individ til et andet ved hjælp af RNA ekstraheret fra den, der oplevede dem. RNA ‘ et indeholder koderne for proteiner fremstillet i nerverne hos dyret, der er forbundet med hukommelsen. Hukommelser er delvist overført hos gnavere ved hjælp af optagelser af elektrisk aktivitet fra et trænet dyrs hukommelsescenter (hippocampus) for at stimulere lignende mønstre af nerveaktivitet hos et modtagerdyr. Denne proces ligner den nye rapport, der er beskrevet her, idet stimulering af den elektriske aktivitet af specifikke neurale kredsløb bruges til at fremkalde en hukommelse. I tilfælde af hukommelsesoverførsel kom dette mønster fra trænede dyr, mens i optogenetics-undersøgelsen blev mønsteret af elektrisk aktivitet forbundet med hukommelsen bygget de novo inden for musens hjerne. Dette er den første rapport om en fuldstændig kunstig hukommelse, og det hjælper med at etablere en grundlæggende forståelse af, hvordan minder kan manipuleres.

forskning i hukommelse og bestræbelser på at manipulere den har udviklet sig i et hurtigt tempo. En “hukommelsesprotese” designet til at forbedre dens dannelse og tilbagekaldelse ved elektrisk stimulering af hukommelsescentret i den menneskelige hjerne er udviklet med støtte fra Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). I modsætning hertil er hukommelsessletning ved hjælp af det, der har fået tilnavnet Eternal Sunshine drug (Eternal Sunshine of the Spotless Mind)—efter Eternal Sunshine of the Spotless Mind, en film med et mnemonisk tema—udviklet til at behandle minder om kronisk smerte.

der er legitime motiver bag disse bestræbelser. Hukommelsen er blevet kaldt “sjælens skriftlærer”, og den er kilden til ens personlige historie. Nogle mennesker kan søge at genvinde tabte eller delvist tabte minder. Andre, som dem, der er ramt af posttraumatisk stresslidelse eller kronisk smerte, kan søge lindring fra traumatiske minder ved at forsøge at slette dem.

de metoder, der bruges her til at skabe kunstige minder, vil ikke blive anvendt hos mennesker når som helst snart: ingen af os er transgene som de dyr, der blev brugt i eksperimentet, og vi vil heller ikke acceptere flere implanterede fiberoptiske kabler og virale injektioner. Ikke desto mindre, når teknologier og strategier udvikler sig, bliver muligheden for at manipulere menneskelige minder desto mere virkelige. Og inddragelsen af militære agenturer som DARPA gør altid motivationen bag disse bestræbelser mistænkt. Er der ting, vi alle skal være bange for, eller som vi skal eller ikke skal gøre? De dystopiske muligheder er indlysende.oprettelse af kunstige minder bringer os tættere på at lære, hvordan minder dannes og i sidste ende kan hjælpe os med at forstå og behandle forfærdelige sygdomme som f. eks.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.