Игры разума: ученые выяснили, что мозг хранит фальшивые воспоминания

Явление ложной памяти широко распространено и хорошо документировано. Было зафиксировано множество случаев, когда обвиняемые в преступлениях были признаны виновными на основе показаний свидетелей и потерпевших, которые были уверены в своих воспоминаниях. Однако позже приговоры отменялись, поскольку появившиеся ДНК-тесты опровергали слова свидетелей.

Новое исследование нейробиологов из MIT проливает свет на то, как мозг конструирует ложные воспоминания.

География воспоминаний

Долгое время ученые искали области мозга, в которой хранятся следы воспоминаний, так же известные как энграммы. Эпизодические воспоминания - воспоминания о различном опыте - состоят из нескольких элементов, в том числе объектов, пространства и времени. Они кодируются путем химических и физических изменений в нейронах, а также изменением в связях между нейронами.

В 1940 году канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд предположил, что эпизодические воспоминания расположены в височной доле мозга. Пенфилд с помощью электричества стимулировал клетки височной доли пациентов, которым должны были сделать операцию для лечения эпилептических припадков.

Пациенты сообщали, что у них в голове "трещали" конкретные воспоминания. Позже исследования пациента с амнезией подтвердили, что височная доля, а конкретнее - гиппокамп, имеет решающее значение для формирования эпизодических воспоминаний. Однако эти исследования не доказывали, что энграммы на самом деле хранятся в гиппокампе.

Группа неврологов MIT под руководством профессора Сусуми Тогенавы решила установить, где же находится тайник, хранящий воспоминания. Для этого им нужно было показать, что активация определенных групп клеток гиппокампа заставит снова переживать те или иные воспоминания.

Для достижения этой цели ученые использовали новую технологию - оптогенетику, позволяющую выборочно стимулировать определенные клетки мозга с помощью света.

Подопытным мышам был вживлен ген Channelrhodopsin - белок, который активирует нейроны при стимуляции светом. При этом ген был модифицирован: он должен был вырабатываться вне зависимости от того, был ли включен отвечающий за формирование памяти ген c-Fos.

Мышей поместили в клетку и пропускали через них слабые разряды тока. Когда эти воспоминания были сформированы, оба гена были включены. Таким образом, клетки, кодирующие следы памяти, были "помечены".

На следующий день мыши были помещены в другую клетку, в которой они никогда раньше не бывали. Сначала они вели себя нормально. Но когда исследователи стимулировали помеченные клетки гиппокампа с помощью света, мыши замерли от страха - память об электрических разрядах вернулась.

Это открытие позволило исследователями провести еще более дерзкий экперимент - внедрить фальшивые воспоминания в мозг мышей.



Внутри черного ящика

"По сравнению с большинством исследований, которые рассматривают мозг как черный ящик, пытаясь получить к нему доступ извне, мы пытаемся изучать мозг изнутри" - объясняет один из ученых профессор Лю.

В новом эксперименте мыши были помещены в новую клетку A, где им не приходилось переживать каких-либо потрясений. После этого ячейки памяти мышей, в которых содержались воспоминания об этой клетке, были "помечены" Channelrhodopsin. На следующий день мышей посадили в новую клетку B, где через них снова пропускали разряды тока.

Одновременно с электричеством ученые использовали свет, чтобы активировать кодирующие память клетки А. На третий день, мышей помещали обратно в "безопасную" клетку A. Они начали испытывать страх, хотя током их теперь не били.

Таким образом, у них была сформирована ложная память. Как установили ученые, следы этих фальшивых воспоминаний хранились в том же участке мозга, что и воспоминаниях о реальных событиях.

Теперь ученые собираются получить ответы на вопросы, который раньше задавали только в научно-фантастических фильмах - можно ли сконструировать более сложные воспоминания, например о вкусе еды или других мышах?