211service.com
Wetenschappers zorgen ervoor dat muizen dingen onthouden die niet zijn gebeurd
Wetenschappers hebben bij muizen een valse herinnering gecreëerd door neuronen te manipuleren die de herinnering aan een plaats dragen. Het werk laat verder zien hoe onbetrouwbaar geheugen kan zijn. Het legt ook nieuwe wegen voor het begrijpen van het celgedrag en de circuits die het geheugen beheersen, en zou onderzoekers op een dag kunnen helpen nieuwe manieren te ontdekken om psychische aandoeningen te behandelen die door het geheugen worden beïnvloed.
Onthoud dit: De rode neuronen zijn de hersencellen in de hippocampus van een muis die een nieuwe herinnering aan een bepaalde plaats dragen.
In de studie , gepubliceerd in Wetenschap op donderdag laten de MIT-wetenschappers zien dat ze een herinnering kunnen wijzigen en een muis kunnen laten geloven dat hij iets heeft meegemaakt wat hij niet heeft meegemaakt. Susumu Tonegawa , een neurowetenschapper aan het MIT, en leden van zijn laboratorium gebruikten muizen die genetisch gemodificeerd waren om bepaalde neuronen te activeren met een lichtflits; de techniek stelde de onderzoekers in staat om een geheugen te activeren dat een muis deed geloven dat hij elektrische schokken had ervaren in een bepaalde doos, hoewel zoiets daar niet was gebeurd. Het proces van het geheugen is niets als een bandopname, zegt studie co-eerste auteur Steve Ramirez. Het is echt kneedbaar en vatbaar voor het opnemen van nieuwe informatie.
De resultaten zijn echt verbluffend, zegt Sheena Josselyn , een neurowetenschapper in het Hospital for Sick Children in Toronto. Het laat zien dat je herinneringen eigenlijk gewoon activiteiten zijn van verschillende cellen, en ze kunnen de plaats innemen van iets dat echt is gebeurd door gewoon enkele cellen in de hersenen te activeren, zegt ze. Mensen spelen al een tijdje met dit idee, maar een theorie hebben en het laten zien zijn twee verschillende dingen.
Vooruitgang in neurowetenschappelijke methoden en technologie geeft onderzoekers een ongekend begrip van de biologische basis van herinneringen. In de afgelopen jaren hebben onderzoekers details ontdekt over de moleculaire en cellulaire componenten van geheugencreatie en de elektrische taal die cellen gebruiken om herinneringen op te roepen (zie Memories maken en Een eerste stap naar een prothese voor het geheugen).
Meer in het algemeen onderzoeken neurowetenschappers in toenemende mate de menselijke cognitie op zijn moleculaire en cellulaire oorsprong. Op een dag zou dit diepere begrip kunnen leiden tot betere of nieuwe behandelingen, zoals geheugenimplantaten die verloren herinneringen vervangen (zie Geheugenimplantaten) of nieuwe medicijnen om gunstige geheugenreconsolidatie te stimuleren.
Voorheen had het op MIT gebaseerde team: getoond dat het de locatie en verzameling van cellen met een geheugen kon lokaliseren, en dat het activeren van die cellen geheugenherinnering bij muizen stimuleerde. Om de nieuwe, valse herinnering te creëren, reactiveerde het team van Tonegawa de herinnering van een muis aan een veilige plek terwijl het dier schokken in zijn poten kreeg, waardoor de oorspronkelijke herinnering werd getransformeerd.
Ten eerste gebruikte het team genetische trucs om de hersencellen te labelen die betrokken waren bij het geheugen van een kamer die veilig en neutraal was. De volgende dag zetten ze het dier in een tweede kamer, een heel andere setting. Daar kreeg het dier voetschokken terwijl de onderzoekers tegelijkertijd met licht schenen om de herinnering aan de ongevaarlijke eerste kamer te reactiveren. Toen het dier terug in de eerste kamer werd gezet, bevroor het angstaanjagend - een duidelijke aanwijzing dat het zich herinnerde dat het in die kamer geschokt was, ook al is dat nooit gebeurd. Het vormde een valse herinnering, zegt Ramirez.
Een van de langetermijndoelen van het werk is om nieuwe methoden te kunnen identificeren om patiënten met cognitieve stoornissen te helpen. Het is niet omdat we een valse ervaring in de menselijke geest willen implanteren of 'incepteren', maar omdat het uiteindelijk nuttig zou kunnen zijn om methoden te ontwikkelen om cognitieve afwijkingen geassocieerd met psychiatrische ziekten te verminderen, zoals de waanideeën die worden ervaren door patiënten met schizofrenie, zegt Tonegawa.
Het werk onderzoekt ook de cellulaire en circuit-niveau mechanismen van het geheugen. Een andere verzameling neuronen in de hippocampus werd geactiveerd voor het geheugen van de twee verschillende kamers. Het team ontdekte ook dat niet alle regio's van de hippocampus gelijk zijn gemaakt - de techniek werkte in de ene subregio, maar niet in de andere, wat duidt op verschillende rollen voor de subregio's bij het maken en verwerken van herinneringen, zegt Ramirez.
De manier waarop de valse herinnering in de muis wordt gevormd, is in feite hetzelfde cellulaire mechanisme dat echte herinneringen bedient, zegt Tonegawa, wat verklaart waarom mensen met valse herinneringen er zo van overtuigd kunnen zijn dat ze gelijk hebben. Het menselijk geheugen kan erg onbetrouwbaar zijn, zegt Tonegawa. In juridische situaties moeten getuigenissen op basis van het geheugen met veel minder gewicht worden beschouwd.
Josselyn is het ermee eens dat de resultaten impliceren dat valse herinneringen niet zo ongewoon zijn als velen denken. Op een gegeven moment moeten we onze herinneringen niet echt vertrouwen, omdat sommige dingen die we ons herinneren niet echt gebeurden, zegt ze. Deze nieuwe studie toont aan dat nadenken over een herinnering niet eens nodig is om deze te veranderen. Je kunt de cellen gewoon activeren, zegt Josselyn.
Toekomstige stappen zullen zijn om de technologie van geheugenmanipulatie te gebruiken om te proberen ongewenste aspecten van de hersenfunctie op te lossen, zoals depressie en angst, die beide worden gekenmerkt door het binnendringen van ongewenste herinneringen of het onvermogen om positieve gevoelens met herinneringen te associëren. De directe manipulatie van herinneringen bij mensen zou nieuwe, minder invasieve technologieën vereisen, omdat de optogenetische technieken die in het onderzoek worden gebruikt, virus-gemedieerde genetische modificatie van neuronen en een chirurgisch geïmplanteerde lichtbron vereisen.
Maar onderzoekers hopen dat sommige bevindingen van het onderzoek uiteindelijk kunnen worden toegepast om mensen te helpen. Als we een herinnering echt kunnen bewerken, kunnen we die misschien bewerken ten behoeve van een patiënt, zegt Ramirez.