https://frosthead.com

Jak si naše mozky pamatují

Karim Nader, který seděl v kavárně na chodníku v Montrealu za slunečného rána, si vzpomíná na den před osmi lety, kdy do dvou věží Světového obchodního centra vrazily dvě letadla. Zapaluje cigaretu a mává rukama ve vzduchu, aby načrtl scénu.

Související obsah

  • Postmortem nejznámějšího mozku v historii neurověd
  • Mozkové buňky pro socializaci
  • Průlom Birdbrain

V době útoku byl Nader postdoktorandským výzkumníkem na New York University. Otočil rádio, zatímco se připravoval na práci, a uslyšel, že žvanění ranních žokejů diskotéky je panické, protože se týkaly událostí, které se odehrávají na Dolním Manhattanu. Nader běžel na střechu svého bytového domu, kde měl výhled na věže necelé dvě míle daleko. Stál tam, omráčený, když hořeli a padali, myslel si: „V žádném případě, člověče. To je špatný film. “

V následujících dnech si Nader vzpomíná, prošel podzemními stanicemi, kde stěny byly pokryty poznámkami a fotografiemi, které lidé zanechali zoufale hledající chybějící blízké. "Bylo to jako chodit proti proudu po řece smutku, " říká.

Stejně jako miliony lidí má Nader živé a emotivní vzpomínky na útoky a jejich následky z 11. září 2001. Ale jako odborník na paměť, a zejména na tvárnost paměti, ví lépe než plně věřit svým vzpomínkám.

Většina lidí má takzvané flashbulb vzpomínky na to, kde jsou a co dělají, když se stalo něco důležitého: atentát na prezidenta Johna F. Kennedyho, nebo výbuch raketoplánu Challenger. (Bohužel, překvapivě hrozné zprávy vypadají, že vyšly z modří častěji než ohromně dobré zprávy.) Ale jak jasné a podrobné, jak se tyto vzpomínky cítí, psychologové zjistí, že jsou překvapivě nepřesné.

Nader, nyní neurovědec na McGill University v Montrealu, říká, že jeho vzpomínka na útok Světového obchodního centra na něj odehrála několik triků. Vzpomněl si, že 11. září viděl televizní záběry prvního letadla, které zasáhlo severní věž Světového obchodního centra. Překvapilo ho však, když se dozvěděl, že takové záběry byly vysílány poprvé následující den. Zjevně nebyl sám: studie z roku 2003 s 569 vysokoškolskými studenty zjistila, že 73 procent sdílí tuto mispercepci.

Nader věří, že může mít vysvětlení takových výstředků paměti. Jeho myšlenky jsou v rámci neurovědy nekonvenční a vedli vědce k tomu, aby přehodnotili některé ze svých nejzákladnějších předpokladů o fungování paměti. Stručně řečeno, Nader věří, že samotný akt zapamatování může změnit naše vzpomínky.

Hodně z jeho výzkumu je na krysách, ale říká, že stejné základní principy platí i pro lidskou paměť. Ve skutečnosti může říci, že pro člověka nebo jiné zvíře může být nemožné vzpomenout si na paměti, aniž by to nějakým způsobem změnilo. Nader si myslí, že je pravděpodobné, že některé typy paměti, jako je flashbulb paměť, jsou náchylnější ke změně než jiné. Vzpomínky na významnou událost, jako je 11. září, mohou být obzvláště citlivé, říká, protože máme sklon je přehrávat znovu a znovu v našich myslích a v konverzaci s ostatními - s každým opakováním je možné je změnit.

Pro ty z nás, kteří si vážíme našich vzpomínek a rádi si myslíme, že jsou přesným záznamem naší historie, je myšlenka, že paměť je zásadně kujná, více než trochu znepokojivá. Ne všichni vědci věří, že Nader dokázal, že proces zapamatování může změnit paměti. Ale pokud má pravdu, nemusí to být úplně špatná věc. Může být dokonce možné tento fenomén dobře využít ke zmírnění utrpení lidí s posttraumatickou stresovou poruchou, kteří jsou sužováni opakujícími se vzpomínkami na události, které si přejí, aby za nimi zahodili.

Nader se narodil v Káhiře v Egyptě. Jeho koptská křesťanská rodina čelila perzekuci arabskými nacionalisty a uprchla do Kanady v roce 1970, když mu byly 4 roky. Mnoho příbuzných také podniklo výlet, tolik, že Naderova přítelkyně ho škádlí o „soundtracku tisíc polibků“ na velkých rodinných shromážděních, protože lidé udělují obvyklé pozdravy.

Navštěvoval vysokou školu a postgraduální školu na University of Toronto a v roce 1996 nastoupil do laboratoře New York University v laboratoři Josepha LeDouxe, významného neurovědce, který studuje, jak emoce ovlivňují paměť. "Jedna z věcí, která mě opravdu sváděla o vědě, je to, že je to systém, který můžete použít k otestování vašich vlastních představ o tom, jak věci fungují, " říká Nader. I ty nejcennější myšlenky v daném oboru jsou otevřené.

Vědci již dlouho věděli, že záznam paměti vyžaduje úpravu spojení mezi neurony. Každá paměť vylepší drobnou podskupinu neuronů v mozku (lidský mozek má celkem 100 miliard neuronů) a mění způsob, jakým komunikují. Neuroni posílají zprávy jeden druhému přes úzké mezery zvané synapse. Synapse je jako rušný přístav, kompletní se stroji pro odesílání a přijímání nákladu - neurotransmitery, speciální chemikálie, které přenášejí signály mezi neurony. Všechny přepravní stroje jsou vyrobeny z bílkovin, základních stavebních bloků buněk.

Jedním z vědců, kteří udělali maximum, aby osvětlili fungování paměti v mikroskopickém měřítku, je Eric Kandel, neurovědec na Columbia University v New Yorku. V pěti desetiletích výzkumu Kandel ukázal, jak krátkodobé vzpomínky - ty, které trvají několik minut - zahrnují relativně rychlé a jednoduché chemické změny v synapse, díky nimž funguje efektivněji. Kandel, který získal podíl na Nobelově ceně za rok 2000 ve fyziologii nebo medicíně, zjistil, že pro vybudování paměti, která trvá hodiny, dny nebo roky, musí neurony vyrábět nové proteiny a rozšiřovat doky tak, jak to bylo, aby provozoval přenos neurotransmiterů efektivněji. Do mozkových synapsí musí být doslova zabudovány dlouhodobé vzpomínky. Kandel a další neurovědci obecně předpokládali, že jakmile je vytvořena paměť, je stabilní a nelze ji snadno vrátit zpět. Nebo, jak říkají, paměť je „konsolidovaná“.

Podle tohoto pohledu funguje mozkový paměťový systém něco jako pero a notebook. Krátce před vyschnutím inkoustu je možné rozmazat to, co je napsáno. Ale po konsolidaci paměti se to mění jen velmi málo. Jistě, vzpomínky mohou v průběhu let vyblednout jako starý dopis (nebo dokonce stoupat v plamenech, pokud Alzheimerova choroba zasáhne), ale za běžných okolností zůstává obsah paměti stejný, bez ohledu na to, kolikrát je vyjmuta a přečtena. Nader by tuto myšlenku zpochybnil.

V tom, co se ukázalo být rozhodujícím okamžikem jeho rané kariéry, se Nader zúčastnil přednášky, kterou Kandel přednesl na New York University o tom, jak se zaznamenávají vzpomínky. Nader přemýšlel o tom, co se stane, když se vzpomene paměť. Práce s hlodavci sahajícími do šedesátých let neskončila konsolidační teorií. Vědci zjistili, že paměť by mohla být oslabena, pokud by zvířeti daly elektrický šok nebo lék, který by interferoval s konkrétním neurotransmiterem hned poté, co ho vyzval, aby si vzpomnělo. To naznačuje, že vzpomínky byly náchylné k narušení i poté, co byly sloučeny.

Abychom na to vzpomněli jiným způsobem, práce navrhla, že uložení staré paměti pryč pro dlouhodobé skladování po jejím stažení bylo překvapivě podobné vytvoření ji poprvé. Budování nové paměti i zastrčení staré pravděpodobně zahrnovalo budování proteinů v synapse. Vědci tento proces pojmenovali „sloučení“. Ale jiní, včetně některých významných odborníků na paměť, měli potíže s replikací těchto nálezů ve svých vlastních laboratořích, takže se tento nápad nesledoval.

Nader se rozhodl koncept znovu experimentovat. V zimě roku 1999 učil čtyři krysy, že slabému elektrickému šoku předcházel vysoký tón. To bylo snadné - hlodavci se naučili takové párování poté, co jim byli vystaveni jen jednou. Poté, co krysa zamrzne, když uslyší tón. Nader pak čekal 24 hodin, zahrál tón, aby znovu aktivoval paměť a vstříkl do mozku potkana lék, který brání neuronům v tvorbě nových proteinů.

Pokud by se vzpomínky sloučily jen jednou, jakmile jsou poprvé vytvořeny, uvažoval by, droga by neměla žádný účinek na paměť tónu krysy nebo na způsob, jakým by na tón reagovala v budoucnu. Pokud však musí být vzpomínky pokaždé, když jsou vyvolány - alespoň částečně syntetizovány - až do syntézy čerstvých neuronálních proteinů - alespoň částečně obnoveny, mohou potkani, kteří dostali lék, později reagovat, jako by se nikdy nenaučili strachu z tónu a ignorovali by ho. Pokud ano, studie by byla v rozporu se standardní koncepcí paměti. Bylo to, připouští, dlouhý výstřel.

"Neztrácejte čas, nikdy to nebude fungovat, " řekl mu LeDoux.

Fungovalo to.

Když Nader později krysy testoval, nezmrzli po vyslechnutí tónu: jako by na to zapomněli. Nader, který vypadá trochu ďábelsky ve svých náušnicích a špičatých postranních úhlech, se o experimentu pořád ještě hádá. Oči se širokýma vzrušením zabouchl do kavárenského stolu. "To je šílené, že?" Šel jsem do Joeovy kanceláře a řekl: „Vím, že jsou to jen čtyři zvířata, ale je to velmi povzbudivé!“ “

Po Naderových počátečních nálezech někteří neurovědci púštili svou práci do novinových článků a dávali mu studené rameno na vědeckých setkáních. Data však u některých psychologů zasáhla harmoničtější akord. Jejich pokusy koneckonců naznačovaly, že paměť lze snadno zkreslit, aniž by si to lidé uvědomili.

V klasické studii z roku 1978 vedené psychologkou Elizabeth Loftusovou z University of Washington vědci ukázali vysokoškolským studentům řadu barevných fotografií zobrazujících nehodu, při které červené auto Datsun srazilo chodce na přechod pro chodce. Studenti odpovídali na různé otázky, z nichž některé byly záměrně zavádějící. Například, i když fotografie ukázaly Datsun na stopce, vědci se zeptali některých studentů: „Prošlo červené auto Datsun, když bylo zastaveno u výnosové značky?“

Později se vědci zeptali všech studentů, co viděli - stopku nebo výnosovou značku? Studenti, kteří byli položeni zavádějící otázku, častěji dali nesprávnou odpověď než ostatní studenti.

Pro Nadera a jeho kolegy experiment podporuje myšlenku, že v procesu vyvolání paměti se znovu vytvoří paměť. "Z našeho pohledu to vypadá hodně jako konsolidace paměti, " říká Oliver Hardt, postdoktorský výzkumník v Naderově laboratoři.

Hardt a Nader říkají, že s flashbulbovými vzpomínkami se může stát něco podobného. Lidé mají tendenci mít přesné vzpomínky na základní fakta významné události - například, že při útokech z 11. září byly uneseny celkem čtyři letadla - ale často si špatně pamatují osobní údaje, jako například kde byly a co dělaly v té době . Hardt říká, že by to mohlo být proto, že se jedná o dva různé typy vzpomínek, které se reaktivují v různých situacích. Televizní a jiné mediální pokrytí posiluje hlavní fakta. Vzpomínka na zážitek ostatním lidem však může umožnit, aby se do něj vlézla zkreslení. „Když ji znovu spustíte, paměť se stane plastickou a cokoli, co je kolem vás v prostředí, může narušit původní obsah paměti, “ říká Hardt. Například ve dnech následujících po 11. září lidé pravděpodobně opakovaně znovu procvičovali své osobní příběhy - „kde jste byli, když jste slyšeli zprávy?“ - v rozhovorech s přáteli a rodinou, což umožnilo smíchat podrobnosti příběhů jiných lidí s jejich vlastními .

Od Naderova původního experimentu naznačují desítky studií s potkany, červy, kuřaty, včely medonosnými a studenty vysokých škol, že i vzpomínky mohou být přerušeny i dlouhodobé vzpomínky. Cílem Nadera je spojit výzkum na zvířatech a stopy, které přináší o rušném molekulárním stroji synapse, s každodenní lidskou zkušeností s pamětí.

Někteří odborníci se domnívají, že se dostává před sebe, zvláště když vytváří spojení mezi lidskou pamětí a těmito nálezy u potkanů ​​a jiných zvířat. "Trochu to prodává, " říká Kandel.

Daniel Schacter, psycholog z Harvardské univerzity, který studuje paměť, souhlasí s Naderem, že při reaktivaci vzpomínek mohou nastat deformace. Otázkou je, zda je důvodem zkreslení rekonsolidace, o které si myslí, že Nader přesvědčivě prokázal experimenty na potkanech. "Přímý důkaz zatím neexistuje, aby dokázal, že obě věci spolu souvisejí, " říká Schacter. "Je to zajímavá možnost, že lidé budou nyní muset následovat."

Skutečný test Naderovy teorie sloučení paměti se koná pár kilometrů od jeho Montrealské kanceláře v Douglas Mental Health University Institute. Alain Brunet, psycholog, vede klinické hodnocení zahrnující osoby s posttraumatickou stresovou poruchou (PTSD). Doufáme, že pečovatelé by mohli oslabit držení traumatických vzpomínek, které během dne pronásledují pacienty a v noci napadají jejich sny.

Brunet ví, jak silné traumatické vzpomínky mohou být. V roce 1989, když studoval magisterský titul v psychologii na University of Montreal, muž vyzbrojený poloautomatickou puškou vešel do technické učebny na akademické půdě, oddělil muže od žen a zastřelil ženy. Střelec pokračoval v masakru v dalších učebnách a chodbách univerzitní École Polytechnique, zastřelil 27 lidí a zabil 14 žen, než se zabil. Byla to nejhorší masová střelba v Kanadě.

Brunet, který byl toho dne na druhé straně kampusu, říká: „pro mě to byl velmi silný zážitek.“ Řekl, že byl překvapen, když zjistil, jak málo bylo tehdy známo o psychologickém dopadu takových událostí a jak pomáhat lidem, kteří skrze ně prožili. Rozhodl se studovat traumatický stres a jak s ním zacházet.

Dokonce i nyní, říká Brunet, drogy a psychoterapie, které se běžně používají k léčbě PTSD, neposkytují mnoho pacientů trvalé úlevy. "Stále existuje dostatek prostoru pro objevování lepších léčebných postupů, " říká.

V první Brunetově studii užívali pacienti s PTSD lék, který měl narušovat konsolidaci strašných vzpomínek. Droga, propranolol, se dlouho používá k léčbě vysokého krevního tlaku a někteří umělci ji berou v boji proti strachu z pódia. Lék inhibuje neurotransmiter zvaný norepinefrin. Jedním z možných vedlejších účinků léku je ztráta paměti. (Ve studii podobné Naderovu původnímu experimentu s krysy vědci v LeDouxově laboratoři zjistili, že droga může oslabit strašné vzpomínky na vysoký tón.)

Pacienti ve Brunetově studii, zveřejněné v roce 2008, každý zažil traumatickou událost, jako je dopravní nehoda, napadení nebo sexuální zneužívání, asi o deset let dříve. Zahájili terapeutické sezení, které sedělo samo v nedescriptové místnosti s dobře opotřebovaným křeslem a televizí. Devět pacientů vzalo propranolol pilulku a četlo nebo sledovalo televizi hodinu, jak se lék začal projevovat. Deset dostalo placebo pilulku.

Brunet vešla do místnosti a promluvila si před tím, než řekla pacientovi, že má žádost: chtěl, aby si pacient přečetl scénář založený na dřívějších rozhovorech s osobou a popsal jeho traumatický zážitek. Pacienti, všichni dobrovolníci, věděli, že čtení bude součástí experimentu. "Někteří jsou v pořádku, někteří začínají plakat, někteří si musí dát pauzu, " říká Brunet.

O týden později pacienti PTSD poslouchali scénář, tentokrát bez užívání léku nebo placeba. Ve srovnání s pacienty, kteří užívali placebo, byli ti, kteří užili propranolol o týden dříve, klidnější; měli menší srdeční frekvenci a méně se potili.

Brunet právě dokončila větší studii s téměř 70 pacienty s PTSD. Ti, kteří brali propranolol jednou týdně po dobu šesti týdnů při čtení scénáře jejich traumatické události, vykázali průměrné 50% snížení standardních příznaků PTSD. Měli méně nočních můr a záblesků v každodenním životě dlouho poté, co účinky drogy zmizely. Léčba nevymazala paměť pacientů o tom, co se s nimi stalo; spíše se zdá, že změnila kvalitu této paměti. "Týden po týdnu se emoční tón paměti zdá slabší, " říká Brunet. "Začnou se starat o tu paměť méně."

Nader říká, že traumatické vzpomínky pacientů s PTSD mohou být uloženy v mozku stejným způsobem, jakým je v mozku krysy uložena paměť tónů předpovídajících šok. V obou případech vyvolání paměti otevře manipulaci. Nader říká, že je doposud povzbuzen prací s pacienty s PTSD. "Pokud má někdo šanci pomáhat lidem, musíme mu dát šanci, " říká.

Mezi mnoha otázkami, které Nader nyní sleduje, je, zda se všechny vzpomínky stávají zranitelnými, když jsou vzpomínány, nebo pouze určité vzpomínky za určitých okolností.

Samozřejmě existuje ještě větší otázka: proč jsou vzpomínky tak nespolehlivé? Koneckonců, kdyby byli méně podrobeni změnám, nebyli bychom trápeni tím, že si pomýlí detaily důležité konverzace nebo prvního rande.

Pak může být editace dalším způsobem, jak se poučit ze zkušeností. Pokud se laskavé vzpomínky na ranou lásku nezmiernily znalostí katastrofálního rozpadu, nebo pokud vzpomínky na těžké časy nebyly vyrovnány vědomím, že věci nakonec skončily, nemuseli bychom těžit z výhod těchto těžce vydělaných. životní lekce. Možná je lepší, když můžeme přepsat naše vzpomínky pokaždé, když si je vybavíme. Nader naznačuje, že konsolidace může být mozkovým mechanismem pro přepracování starých vzpomínek ve světle všeho, co se od té doby stalo. Jinými slovy, může to být právě to, co nám brání žít v minulosti.

Greg Miller píše o biologii, chování a neurovědě pro časopis Science . Bydlí v San Franciscu. Gilles Mingasson je fotograf se sídlem v Los Angeles.

Karim Nader, neurovědec na McGill University v Montrealu, zpochybnil ortodoxní představy o povaze vzpomínek. (Gilles Mingasson) Vzpomínky jsou uloženy v oblasti mozku zvané hippocampus, která je na tomto obrázku na počítači zobrazena červeně. (Photo Researchers, Inc.) Mikroskopické nervové buňky (barvené zeleně) jsou spojeny v hustých sítích, které kódují informace. (Photo Researchers, Inc.) Vědci často studují „flashbulb vzpomínky“, naše zdánlivě fotografické mentální obrazy překvapivých evangů, jako je raketoplán Challenger exploze v roce 1986. (AP Images) Většina lidí má tzv. „Bleskové vzpomínky“ o tom, kde jsou a co dělají, když se stalo něco důležitého, jako je atentát na prezidenta Johna F. Kennedyho. Ale jak jasné a podrobné jsou tyto vzpomínky, psychologové zjistí, že jsou překvapivě nepřesní. (Obrázky AP) Vzpomínka na útok Světového obchodního centra odehrála na Naderu pár triků. Vzpomněl si, že 11. září viděl televizní záběry prvního letadla, které zasáhlo severní věž Světového obchodního centra. Překvapilo ho však, když se dozvěděl, že se záběry vysílaly poprvé následující den. (Obrázky AP) Vzpomínky mění způsob výměny nervů v kontaktních místech zvaných synapse. Na tomto obrázku se tisícekrát zvětšené nervové vlákno, znázorněné fialovou barvou, setkává se tělem žluté buňky. (Photo Researchers, Inc.) Paměť je překvapivá kujná, říká Elizabeth Loftus, psychologka na University of California v Irvine. (Gilles Mingasson) V klasickém experimentu Loftus zjistil, že lidé, kteří viděli obrázky postupné automobilové havárie, mohou být vedeni k nepochopení zásadních podrobností. (Elizabeth Loftus) Lidé, kteří viděli auto na stopce, byli později podvedeni, když si mysleli, že viděli výnosovou značku. (Elizabeth Loftus) Studie psychologa Alaina Bruneta ukazují známky pomoci lidem s posttraumatickou stresovou poruchou. (Gilles Mingasson) Pacienti, kteří si vzpomněli na své trauma po užití léku, který narušuje tvorbu paměti, se cítili méně úzkostní, když si později událost připomněli. Brunetova asistentka Elena Saimonová to dokazuje. (Gilles Mingasson)
Jak si naše mozky pamatují