Вы можете этого не осознавать, но каждый раз, когда вы вспоминаете что-то — например, когда впервые катались на велосипеде или шли на выпускной бал в старшей школе, — ваш мозг слегка изменяет воспоминание. Это похоже на добавление фильтра Instagram, где детали заполняются, а информация обновляется или теряется при каждом отзыве.

«Мы непреднамеренно применяем фильтры к нашему прошлому опыту», — говорит Стив Рамирес (CAS’10), нейробиолог из Бостонского университета. Он говорит, что даже несмотря на то, что отфильтрованная память отличается от оригинала, вы можете сказать, что это за базовая картина.

«Память — это не столько видеозапись прошлого, сколько реконструирующая», — говорит Рамирес, доцент кафедры психологии и наук о мозге из Колледжа искусств и наук BU. Податливая природа памяти — это одновременно и благословение, и проклятие: плохо, если мы помним ложные детали, но хорошо, что наш мозг имеет естественную способность формировать и обновлять воспоминания, чтобы сделать их менее сильными, особенно если это что-то страшное или травмирующее.

Итак, что, если можно использовать податливую природу наших воспоминаний в наших интересах, как способ вылечить психические расстройства, такие как депрессия и посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР)? Это именно то, над чем работают Рамирес и его исследовательская группа. И после многих лет изучения памяти у мышей они обнаружили не только то, где мозг хранит положительные и отрицательные воспоминания, но и то, как уменьшить громкость отрицательных воспоминаний, искусственно стимулируя другие, более счастливые.

Наша идея на миллион долларов состоит в том, что если в мозгу уже существует решение для некоторых из этих психических расстройств? А что, если память — это один из способов туда добраться?»

Стив Рамирес, доцент кафедры психологии и наук о мозге Колледжа искусств и наук Университета штата Нью-Йорк.

В двух новых статьях он и его команда демонстрируют силу наших эмоциональных воспоминаний и то, как наши переживания и то, как мы их обрабатываем, оставляют реальные физические следы в мозгу.

Сопоставление положительных и отрицательных воспоминаний

Одним из наиболее важных шагов к использованию памяти для лечения расстройств, связанных с памятью, является понимание того, где в мозгу существуют положительные и отрицательные воспоминания, и как различать их. Воспоминания хранятся во всех различных областях мозга, а сами отдельные воспоминания существуют в виде сетей клеток, называемых инграммами. Лаборатория Рамиреса особенно интересуется сетями воспоминаний, расположенными в гиппокампе мозга, структуре в форме кешью, которая хранит сенсорную и эмоциональную информацию, важную для формирования и извлечения воспоминаний.

В новой статье, опубликованной в журнале Nature Communications Biology , Рамирес, ведущий автор Моника Шпокайте (MED’26) и группа нейробиологов из BU наносят на карту ключевые молекулярные и генетические различия между положительными и отрицательными воспоминаниями, обнаружив, что они на самом деле поразительно различны. на нескольких уровнях. Оказывается, эмоциональные воспоминания, как и положительные или отрицательные, физически отличаются от других типов клеток мозга и отличаются друг от друга.

«Это довольно дико, потому что предполагает, что эти положительные и отрицательные воспоминания имеют свою собственную отдельную недвижимость в мозгу», — говорит Рамирес, который также является членом Центра системной неврологии BU.

Авторы исследования обнаружили, что положительные и отрицательные клетки памяти отличаются друг от друга почти во всех отношениях: они в основном хранятся в разных областях гиппокампа, они общаются с другими клетками, используя разные типы путей, и молекулярный механизм в обоих типах клеток кажутся отчетливыми.

«Таким образом, существует [потенциально] молекулярная основа для различения положительных и отрицательных воспоминаний в мозгу», — говорит Рамирес. «Теперь у нас есть набор маркеров, которые, как мы знаем, отличают положительный результат от отрицательного в гиппокампе».

Jarrow Formulas, лютеин, 20 мг, 120 капсул

Видеть и маркировать положительные и отрицательные воспоминания можно только с помощью передового инструмента нейробиологии, называемого оптогенетикой. Это способ обмануть рецепторы клеток мозга, чтобы они реагировали на свет: исследователи освещают мозг безвредным лазерным светом, чтобы активировать клетки, которым дали рецептор, реагирующий на свет. Они также могут окрашивать положительные и отрицательные воспоминания, вставляя флуоресцентный белок, который стимулируется светом, так что, например, сети положительных клеток памяти светятся зеленым, а сети отрицательных клеток светятся красным или синим.

Перепрошивка плохих воспоминаний

Прежде чем исследователи пометят память мыши, они должны сначала создать память. Для этого они подвергают грызунов универсальному приятному или неприятному опыту: положительный опыт может состоять в том, чтобы грызть вкусный сыр или общаться с другими мышами; отрицательным опытом может быть получение легкого, но неожиданного удара током по ногам. Как только новая память сформирована, ученые могут найти сеть клеток, которые удерживают этот опыт, и заставить их светиться определенным цветом.

Как только они смогут увидеть память, исследователи могут использовать лазерный свет, чтобы искусственно активировать эти клетки памяти и, как также обнаружила команда Рамиреса, переписать негативные воспоминания. В статье, опубликованной в Nature Communications , они обнаружили, что искусственная активация положительного опыта навсегда переписала негативный опыт, снизив эмоциональную интенсивность плохих воспоминаний.

Исследователи заставили мышей вспомнить негативный опыт, и во время воспоминания о страхе они искусственно реактивировали группу положительных клеток памяти. Конкурирующая положительная память, согласно статье, обновляла память о страхе, уменьшая реакцию страха в то время и спустя долгое время после того, как память была активирована. Исследование основано на предыдущей работе лаборатории Рамиреса, которая обнаружила возможность искусственно манипулировать прошлыми воспоминаниями.

Активация положительных воспоминаний была самым мощным способом обновления негативных воспоминаний, но команда также обнаружила, что это не единственный способ. Вместо того, чтобы нацеливаться только на положительные клетки памяти, они также попытались активировать нейтральную память — какой-то стандартный, скучный опыт для животного — а затем попытались активировать весь гиппокамп, обнаружив, что оба были эффективны.

«Если вы стимулируете множество клеток, не обязательно связанных с каким-либо типом памяти, это может вызвать достаточно помех, чтобы разрушить память о страхе», — говорит Стефани Грелла, ведущий автор и бывший научный сотрудник лаборатории Рамиреса, которая недавно запустила «Память и Лаборатория нейромодуляторных механизмов Университета Лойолы.

По словам Грелла, хотя искусственная активация воспоминаний у людей невозможна, результаты могут быть применимы к клиническим условиям. «Потому что вы можете спросить человека: «Можете ли вы вспомнить что-то отрицательное, можете ли вы вспомнить что-то положительное?», — говорит она, — вопросы, которые нельзя задать мыши.

Она предполагает, что можно было бы преодолеть воздействие негативных воспоминаний, которые повлияли на психическое состояние человека, заставив человека вспомнить плохие воспоминания и правильно рассчитать время ярких воспоминаний о позитивных в терапевтических условиях.

«Мы знаем, что воспоминания податливы, — говорит Грелла. «Одна из вещей, которые мы обнаружили в этой статье, заключалась в том, что время стимуляции было действительно критическим».

Стремление изменить правила игры

Что касается других, более интенсивных видов лечения тяжелой депрессии и посттравматического стрессового расстройства, Грелла предполагает, что в конечном итоге можно будет стимулировать большие участки гиппокампа с помощью таких инструментов, как транскраниальная магнитная стимуляция или глубокая стимуляция мозга (инвазивная процедура), чтобы помочь людям преодолеть эти состояния. расстройства, связанные с памятью. Рамирес отмечает, что все больше и больше нейробиологов начинают использовать экспериментальные методы лечения с использованием психоделиков и запрещенных наркотиков. Например, исследование 2021 года показало, что контролируемые дозы МДМА помогают облегчить некоторые тяжелые симптомы посттравматического стрессового расстройства.

«Тема здесь заключается в том, чтобы использовать некоторые аспекты вознаграждения и позитива, чтобы переписать негативные компоненты нашего прошлого», — говорит Рамирес. «Это аналогично тому, что мы делаем с грызунами, за исключением людей: мы искусственно активировали положительные воспоминания у грызунов, а у людей они давали им небольшие дозы МДМА, чтобы посмотреть, может ли этого быть достаточно, чтобы переписать некоторые травматических компонентов этого опыта». Эти типы экспериментов указывают на важность продолжения изучения клинических и полезных методов манипулирования памятью, но важно отметить, что эти эксперименты проводились под пристальным медицинским наблюдением, и их не следует пытаться проводить дома.

На данный момент Рамирес рад видеть, как эта работа может еще больше раздвинуть границы нейронауки, и надеется, что исследователи будут экспериментировать с еще более нестандартными идеями, которые могут изменить медицину в будущем: «Мы хотим изменить правила игры, верно? Нам нужны вещи, которые будут намного эффективнее, чем доступные в настоящее время варианты лечения».