پژوهشگران برای نخستین بار موفق به ساختن یك خاطره كاملا مصنوعی در ذهن موش‌ها شدند
خاطره‌سازی در آزمایشگاه
یادگیری در ما انسان‌ها به‌واسطه تعامل‌هایمان با دنیای پیرامون صورت می‌گیرد و خاطرات‌مان از این تجربیات به رفتارهایمان جهت می‌دهد. حافظه كاتب روح است و ما بدون یادآوری خاطرات‌مان هیچ گذشته‌ای نخواهیم داشت. در این معادله، تجربه و حافظه دو عنصر كاملا جدایی‌ناپذیر به نظر می‌رسند، اما اخیرا پژوهشگران با ایجاد یك خاطره كاملا مصنوعی خلاف این قضیه را ثابت كرده‌اند!
منبع: Scientific American
پله اول: ساخت خاطره نسبتا مصنوعی!
ابتدا پژوهشگران برای ایجاد یك خاطره طبیعی خاص به موش‌ها یاد دادند كه بوی شكوفه‌های گیلاس را با احساس شوك الكتریكی در پاهایشان مربوط بدانند. موش‌ها بر اثر آموزش متوجه شدند برای پرهیز از حس ناخوشایند شوك الكتریكی می‌توانند به‌سمت دیگر اتاقك تست كه با رایحه زیره سیاه عطرآگین شده بود، حركت كنند.
رایحه زیره سیاه از تركیب شیمیایی كاروُن و رایحه شكوفه‌های گیلاس از تركیب دیگری موسوم به اَسِتوفِنون ناشی می‌شود. آزمایش‌ها نشان داد كه استوفنون موجب فعال‌شدن گیرنده خاصی در نوع به‌خصوصی از سلول‌های عصبی بویایی می‌شود. پژوهشگران برای تحریك این سلول‌های به‌خصوص از روش پیچیده‌ای به‌اسم ژنتیك نوری (اُپتوژنتیك) كمك گرفتند. در این روش برای تحریك سلول‌های عصبی هدف در پاسخ به نور تابیده‌شده به مغز با فیبرهای نوری كاشتنی از پروتئین‌های حساس به نور استفاده می‌شود.
آزمایش‌ها روی موش‌های تراریخته انجام شد. این موش‌ها تنها می‌توانستند پروتئین مذكور را در اعصاب بویایی حساس به استوفنون بسازند. به موش‌ها یاد داده شد كه بین حس شوك الكتریكی در پاها و تحریك نوری اعصاب بویایی حساس به استوفنون ارتباط برقرار كنند. پس از شكل‌گیری این ارتباط ذهنی، موش‌ها در اتاقك تست، آزمایش شدند و نشان دادند كه برای پرهیز از شوك الكتریكی تمایلی به تجربه رایحه شكوفه‌های گیلاس ندارند. این موش‌ها تابه‌حال رایحه شكوفه‌های گیلاس را در واقعیت تجربه نكرده بودند و تنها براساس تحریك مصنوعی اعصاب بویایی حساس به این رایحه می‌دانستند كه رایحه شكوفه‌های گیلاس با حس ناخوشایند شوك الكتریكی در پاها در ارتباط دارد.
پله دوم: ساخت خاطره كاملا مصنوعی!
تا اینجا پژوهشگران دریافتند كه موش‌ها برای یادآوری ارتباط بین رایحه شكوفه‌های گیلاس و شوك الكتریكی در پاهایشان نیازی به تجربه واقعی خود رایحه ندارند. اما چون شوك الكتریكی به‌واقع وجود داشت، باز هم این یك خاطره كاملا مصنوعی نبود. بنابراین پژوهشگران تصمیم گرفتند كه این بخش قضیه را هم به‌طور مصنوعی در ذهن موش‌ها بازسازی كنند.
پژوهشگران براساس سایر مطالعات انجام‌شده می‌دانستند حس شوك الكتریكی در پاها با مسیر عصبی مشخصی منتهی به ناحیه تِگمِنتوم شكمی (VTA) در ارتباط است. پس برای ایجاد یك خاطره كاملا مصنوعی باید این ناحیه را به‌همان طریقی كه اعصاب بویایی موش‌ها را تحریك كرده بودند هدف می‌گرفتند. بنابراین گیرنده‌های بویایی به‌انضمام ناحیه تِگمِنتوم شكمی را تحت تحریك نوری قرار دادند، اما موش‌های تراریخته موردبررسی در این آزمایش، همان‌طور كه پیشتر هم اشاره كردیم، تنها می‌توانستند در اعصاب بویایی مرتبط با اَسِتوفِنون پروتئین‌های حساس به نور بسازند. ازاین‌رو پژوهشگران برای این‌كه بتوانند در ناحیه تِگمِنتوم شكمی هم همین پروتئین‌ها را داشته باشند از یك ویروس برای انتقال پروتئین‌های حساس به نور به این ناحیه كمك گرفتند. خلاصه این‌كه موش‌ها درنهایت در پاسخ به رایحه‌ای كه هرگز استشمام نكرده بودند، كوشیدند از تجربه شوكی كه آن هم عملا در واقعیت وجود نداشت پرهیز كنند و این یعنی ایجاد یك خاطره كاملا
مصنوعی در آنها!
دستاوردی رو به جلو
هنوز هم نحوه شكل‌گیری خاطرات باوجود ابزارهای مطالعاتی مدرن به‌طور واضح مشخص نیست. در این پژوهش مشاهده شد شكل‌گیری یك خاطره جدید براثر تحریك الكتریكی قسمت به‌خصوصی از مغز می‌تواند به فعال‌شدن سایر نقاط مغزی مرتبط با شكل‌گیری خاطرات (شامل نواحی قاعده‌ای جانبی آمیگدالا) بینجامد. از آنجا كه سلول‌های عصبی از طریق همجواری‌هایی معروف به سیناپس با هم ارتباط برقرار می‌كنند، پژوهشگران نتیجه گرفتند پس احتمالا تغییرات ایجادشده در فعالیت‌های سیناپسی در شكل‌گیری خاطرات مؤثر است.
در جانداران ساده‌ای مانند اَپلیسیا (نوعی حلزون دریایی) می‌توان خاطرات‌شان را از طریق استخراج آر.ان.ای به همنوع دیگرشان منتقل كرد. آر.ان.ای حاوی كدهای مرتبط با پروتئین‌های ساخته‌شده در اعصاب است. یا برای مثال پژوهشگران قبلا هم به انتقال ناقص خاطرات در جوندگان دست یافته بودند. آنها با ضبط فعالیت‌های الكتریكی در هیپوكامپ (مركز حافظه در مغز) توانسته بودند الگوهای مشابه را به جانور گیرنده انتقال دهند. به‌عبارتی همانند پژوهش فوق از تحریك الكتریكی مدارهای عصبی برای ایجاد مصنوعی یك خاطره كمك گرفتند.
اما تفاوت پژوهش اخیر با سایر پژوهش‌های مشابه در این است كه الگوی مدارهای الكتریكی مرتبط با یك خاطره خاص به‌طور كامل در مغز موش‌ها بازسازی شد. در آزمایش‌های پیشین موش‌ها بخشی از خاطره را هم در واقعیت تجربه كرده بودند. درحالی‌كه در پژوهش فوق موش‌ها خاطره‌ای را به یاد آوردند كه هیچ قسمتی از آن هرگز در واقعیت برایشان اتفاق نیفتاده بود. پژوهشگران امیدوارند نتایج این پژوهش به درك بهتر ساختمان خاطرات و حتی راهكارهای دستكاری خاطرات كمك كند.
سایه سنگین اخلاق
پژوهش فوق نشان می‌دهد با تحریك مدارهای مغزی می‌توان خاطرات را از بستر روایت‌شان جدا كرد و به شخص دیگری كه خاطره كپی‌شده را هرگز در واقعیت تجربه نكرده انتقال داد. نتایج این پژوهش همچنین نشان می‌دهد كه می‌توان مدارهای مغزی مرتبط با شكل‌گیری خاطرات را به‌طور مصنوعی تحریك و خاطره‌سازی كرد. این پژوهش درواقع دنباله پژوهش‌هایی است كه در تلاشند به راهكارهای كنترل خاطرات از قبیل انتقال خاطرات یا حتی پاك‌كردن خاطرات دست پیدا كنند. نتایج پژوهش‌هایی از این قبیل می‌تواند زندگی كسانی را متحول كند كه با مشكلات حافظه دست‌وپنجه نرم می‌كنند یا از یادآوری خاطرات رنج‌آور زجر می‌كشند.
لازم است بدانید روش‌های مورداستفاده در پژوهش فوق برای ایجاد خاطرات مصنوعی حداقل در آینده نزدیك قابل‌اِعمال روی گزینه‌های انسانی نخواهند بود. ما هیچ‌كدام‌مان موجود تراریخته نیستیم و تحمل كابل‌های فیبر نوری و تزریقات ویروسی قطعا برایمان مشكل خواهد بود، اما انكاركردنی هم نیست كه پیشرفت‌های اینچنینی اگر روزی در زندگی روزمره ما انسان‌ها كاربردی شود، ممكن است بازیچه دست سوءاستفاده‌گران هم قرار بگیرد. اكنون با پیشرفت مهمی روبه‌رو هستیم كه از یك‌سو می‌تواند به افزایش كیفیت زندگی بیماران مبتلا به آلزایمر منجر شود و از سوی دیگر علامت‌سؤال‌های اخلاقی بی‌شماری را پیش رویمان می‌گذارد!
منبع: Scientific American
پله اول: ساخت خاطره نسبتا مصنوعی!
ابتدا پژوهشگران برای ایجاد یك خاطره طبیعی خاص به موش‌ها یاد دادند كه بوی شكوفه‌های گیلاس را با احساس شوك الكتریكی در پاهایشان مربوط بدانند. موش‌ها بر اثر آموزش متوجه شدند برای پرهیز از حس ناخوشایند شوك الكتریكی می‌توانند به‌سمت دیگر اتاقك تست كه با رایحه زیره سیاه عطرآگین شده بود، حركت كنند.
رایحه زیره سیاه از تركیب شیمیایی كاروُن و رایحه شكوفه‌های گیلاس از تركیب دیگری موسوم به اَسِتوفِنون ناشی می‌شود. آزمایش‌ها نشان داد كه استوفنون موجب فعال‌شدن گیرنده خاصی در نوع به‌خصوصی از سلول‌های عصبی بویایی می‌شود. پژوهشگران برای تحریك این سلول‌های به‌خصوص از روش پیچیده‌ای به‌اسم ژنتیك نوری (اُپتوژنتیك) كمك گرفتند. در این روش برای تحریك سلول‌های عصبی هدف در پاسخ به نور تابیده‌شده به مغز با فیبرهای نوری كاشتنی از پروتئین‌های حساس به نور استفاده می‌شود.
آزمایش‌ها روی موش‌های تراریخته انجام شد. این موش‌ها تنها می‌توانستند پروتئین مذكور را در اعصاب بویایی حساس به استوفنون بسازند. به موش‌ها یاد داده شد كه بین حس شوك الكتریكی در پاها و تحریك نوری اعصاب بویایی حساس به استوفنون ارتباط برقرار كنند. پس از شكل‌گیری این ارتباط ذهنی، موش‌ها در اتاقك تست، آزمایش شدند و نشان دادند كه برای پرهیز از شوك الكتریكی تمایلی به تجربه رایحه شكوفه‌های گیلاس ندارند. این موش‌ها تابه‌حال رایحه شكوفه‌های گیلاس را در واقعیت تجربه نكرده بودند و تنها براساس تحریك مصنوعی اعصاب بویایی حساس به این رایحه می‌دانستند كه رایحه شكوفه‌های گیلاس با حس ناخوشایند شوك الكتریكی در پاها در ارتباط دارد.
پله دوم: ساخت خاطره كاملا مصنوعی!
تا اینجا پژوهشگران دریافتند كه موش‌ها برای یادآوری ارتباط بین رایحه شكوفه‌های گیلاس و شوك الكتریكی در پاهایشان نیازی به تجربه واقعی خود رایحه ندارند. اما چون شوك الكتریكی به‌واقع وجود داشت، باز هم این یك خاطره كاملا مصنوعی نبود. بنابراین پژوهشگران تصمیم گرفتند كه این بخش قضیه را هم به‌طور مصنوعی در ذهن موش‌ها بازسازی كنند.
پژوهشگران براساس سایر مطالعات انجام‌شده می‌دانستند حس شوك الكتریكی در پاها با مسیر عصبی مشخصی منتهی به ناحیه تِگمِنتوم شكمی (VTA) در ارتباط است. پس برای ایجاد یك خاطره كاملا مصنوعی باید این ناحیه را به‌همان طریقی كه اعصاب بویایی موش‌ها را تحریك كرده بودند هدف می‌گرفتند. بنابراین گیرنده‌های بویایی به‌انضمام ناحیه تِگمِنتوم شكمی را تحت تحریك نوری قرار دادند، اما موش‌های تراریخته موردبررسی در این آزمایش، همان‌طور كه پیشتر هم اشاره كردیم، تنها می‌توانستند در اعصاب بویایی مرتبط با اَسِتوفِنون پروتئین‌های حساس به نور بسازند. ازاین‌رو پژوهشگران برای این‌كه بتوانند در ناحیه تِگمِنتوم شكمی هم همین پروتئین‌ها را داشته باشند از یك ویروس برای انتقال پروتئین‌های حساس به نور به این ناحیه كمك گرفتند. خلاصه این‌كه موش‌ها درنهایت در پاسخ به رایحه‌ای كه هرگز استشمام نكرده بودند، كوشیدند از تجربه شوكی كه آن هم عملا در واقعیت وجود نداشت پرهیز كنند و این یعنی ایجاد یك خاطره كاملا
مصنوعی در آنها!
دستاوردی رو به جلو
هنوز هم نحوه شكل‌گیری خاطرات باوجود ابزارهای مطالعاتی مدرن به‌طور واضح مشخص نیست. در این پژوهش مشاهده شد شكل‌گیری یك خاطره جدید براثر تحریك الكتریكی قسمت به‌خصوصی از مغز می‌تواند به فعال‌شدن سایر نقاط مغزی مرتبط با شكل‌گیری خاطرات (شامل نواحی قاعده‌ای جانبی آمیگدالا) بینجامد. از آنجا كه سلول‌های عصبی از طریق همجواری‌هایی معروف به سیناپس با هم ارتباط برقرار می‌كنند، پژوهشگران نتیجه گرفتند پس احتمالا تغییرات ایجادشده در فعالیت‌های سیناپسی در شكل‌گیری خاطرات مؤثر است.
در جانداران ساده‌ای مانند اَپلیسیا (نوعی حلزون دریایی) می‌توان خاطرات‌شان را از طریق استخراج آر.ان.ای به همنوع دیگرشان منتقل كرد. آر.ان.ای حاوی كدهای مرتبط با پروتئین‌های ساخته‌شده در اعصاب است. یا برای مثال پژوهشگران قبلا هم به انتقال ناقص خاطرات در جوندگان دست یافته بودند. آنها با ضبط فعالیت‌های الكتریكی در هیپوكامپ (مركز حافظه در مغز) توانسته بودند الگوهای مشابه را به جانور گیرنده انتقال دهند. به‌عبارتی همانند پژوهش فوق از تحریك الكتریكی مدارهای عصبی برای ایجاد مصنوعی یك خاطره كمك گرفتند.
اما تفاوت پژوهش اخیر با سایر پژوهش‌های مشابه در این است كه الگوی مدارهای الكتریكی مرتبط با یك خاطره خاص به‌طور كامل در مغز موش‌ها بازسازی شد. در آزمایش‌های پیشین موش‌ها بخشی از خاطره را هم در واقعیت تجربه كرده بودند. درحالی‌كه در پژوهش فوق موش‌ها خاطره‌ای را به یاد آوردند كه هیچ قسمتی از آن هرگز در واقعیت برایشان اتفاق نیفتاده بود. پژوهشگران امیدوارند نتایج این پژوهش به درك بهتر ساختمان خاطرات و حتی راهكارهای دستكاری خاطرات كمك كند.
سایه سنگین اخلاق
پژوهش فوق نشان می‌دهد با تحریك مدارهای مغزی می‌توان خاطرات را از بستر روایت‌شان جدا كرد و به شخص دیگری كه خاطره كپی‌شده را هرگز در واقعیت تجربه نكرده انتقال داد. نتایج این پژوهش همچنین نشان می‌دهد كه می‌توان مدارهای مغزی مرتبط با شكل‌گیری خاطرات را به‌طور مصنوعی تحریك و خاطره‌سازی كرد. این پژوهش درواقع دنباله پژوهش‌هایی است كه در تلاشند به راهكارهای كنترل خاطرات از قبیل انتقال خاطرات یا حتی پاك‌كردن خاطرات دست پیدا كنند. نتایج پژوهش‌هایی از این قبیل می‌تواند زندگی كسانی را متحول كند كه با مشكلات حافظه دست‌وپنجه نرم می‌كنند یا از یادآوری خاطرات رنج‌آور زجر می‌كشند.
لازم است بدانید روش‌های مورداستفاده در پژوهش فوق برای ایجاد خاطرات مصنوعی حداقل در آینده نزدیك قابل‌اِعمال روی گزینه‌های انسانی نخواهند بود. ما هیچ‌كدام‌مان موجود تراریخته نیستیم و تحمل كابل‌های فیبر نوری و تزریقات ویروسی قطعا برایمان مشكل خواهد بود، اما انكاركردنی هم نیست كه پیشرفت‌های اینچنینی اگر روزی در زندگی روزمره ما انسان‌ها كاربردی شود، ممكن است بازیچه دست سوءاستفاده‌گران هم قرار بگیرد. اكنون با پیشرفت مهمی روبه‌رو هستیم كه از یك‌سو می‌تواند به افزایش كیفیت زندگی بیماران مبتلا به آلزایمر منجر شود و از سوی دیگر علامت‌سؤال‌های اخلاقی بی‌شماری را پیش رویمان می‌گذارد!
