Können Wissenschaftler das Gedächtnis "hacken"?
Die moderne Wissenschaft bietet uns endlose Möglichkeiten, unseren Körper und Geist dabei zu unterstützen, gesund zu bleiben, aber einige neuere wissenschaftliche Aktivitäten waren auch Gegenstand von Kontroversen. Eines davon ist das Interesse der Forscher an der Manipulation von Erinnerungen. Ist das möglich und wenn ja, warum sollten wir es erreichen wollen?
Unsere Erinnerungen machen so viel aus, wer wir sind, und die Dinge, an die wir uns erinnern, können oft unsere Erfahrung der Welt bestimmen.
Und während positive Erinnerungen uns helfen können, zu wachsen und zu gedeihen, haben negative Erinnerungen nicht immer so willkommene Auswirkungen.
Manchmal können unangenehme Erinnerungen Teil einer Lernkurve sein. Wenn wir uns mit kochendem Wasser verbrühen, werden wir beim nächsten Mal vorsichtiger mit dem Wasserkocher umgehen.
Es gibt jedoch auch Erinnerungen, die wirklich traumatisch sind, und das Abrufen von Erinnerungen kann zu Leiden und schwerwiegenden psychischen Erkrankungen wie posttraumatischer Belastungsstörung (PTBS) führen.
Das Studium des Gedächtnisses - Bildung, Erinnerung und Vergessen - zieht bei Neurowissenschaftlern, Psychologen und sogar Forschern der Geisteswissenschaften viel Aufmerksamkeit und Neugier auf sich, da wir noch so viel über die Prozesse rund um das Gedächtnis nicht vollständig verstehen.
Und während wir noch mehr darüber herausfinden müssen, wie sich Erinnerungen im Gehirn bilden, haben Forscher in den letzten Jahren begonnen, die Möglichkeit zu untersuchen, Erinnerungen - insbesondere negative - zu manipulieren, um festzustellen, ob sie sie insgesamt schwächen oder entfernen können.
In dieser Spotlight-Funktion sehen wir uns kurz an, warum wir uns erinnern und warum wir natürlich vergessen. Wir untersuchen auch einige Studien, die sich mit der Manipulation des Gedächtnisses befasst haben, und erklären, wie Forscher dies erreichen wollen und warum.
Speicherabruf und Vergessen
Wenn das Gehirn Informationen codiert, werden diese Daten in Gruppen von Neuronen gespeichert, die Synapsen bilden - oder Verknüpfungen, die es Gehirnzellen ermöglichen, miteinander zu kommunizieren.
Wissenschaftler verbinden in der Regel stärkere Synapsen mit einem besseren Gedächtnis, und das Gehirn „aktualisiert“ ständig synaptische Verbindungen, bildet neue oder stärkt alte, wenn neue Erinnerungen entstehen oder wir ältere aktualisieren.
Synapsen können jedoch auch schwächer werden, wenn sie nicht oft genug aktiviert werden, und das Gehirn verliert häufig einige dieser Verbindungen insgesamt. Vergessen kann also auf natürliche Weise auftreten, und Forscher argumentieren in der Tat, dass Vergessen ein entscheidender Teil des Lernens und der Schaffung neuer Erinnerungen ist.
Medizinische Nachrichten heute sprach mit Sam Berens, Ph.D., der derzeit wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität von York in Großbritannien ist, und erklärte uns, dass natürliches Vergessen verschiedene Gründe haben kann.
"Das Vergessen geschieht, weil es nicht energieeffizient wäre, alle Erinnerungen, die wir jeden Tag bilden, auf unbestimmte Zeit aufrechtzuerhalten", erklärte er und fügte hinzu, dass es "auch eine natürliche Folge der Neurogenese zu sein scheint - des Prozesses, der neue Gehirnzellen zur Unterstützung schafft zukünftiges Lernen. “
"Aus diesem Grund kann das Löschen alter und unbenutzter Erinnerungen in direktem Zusammenhang mit unserer Fähigkeit stehen, neue Dinge zu lernen", sagte er MNT.
Die Wissenschaftler erforschen jedoch weiterhin die vielen Komplikationen, die das Erinnern und die Bildung von Rätseln hervorrufen. Zum Beispiel sind nicht alle unsere Erinnerungen korrekt, und manchmal „implementiert“ unser Gehirn das Vergessen als Abwehrmechanismus.
Speicherkonformität und Verzerrung
Frühere Forschungen haben gezeigt, dass soziale Interaktionen das Gedächtnis einer Person an ein Ereignis beeinflussen können, ebenso wie das, woran sich andere Menschen an dasselbe Ereignis erinnern - oder behaupten, sich daran zu erinnern.
Nach einem Bericht in der Zeitschrift Wissenschaft"Konformität kann in zwei Formen vorliegen, die zunächst ein ähnliches, explizites Verhalten vermitteln, sich jedoch grundlegend unterscheiden." Diese sind:
- Private Konformität, bei der "die Erinnerung eines Individuums durch sozialen Einfluss wirklich verändert werden kann, was zu lang anhaltenden, anhaltenden Gedächtnisfehlern führt".
- Öffentliche Konformität, bei der „Einzelpersonen sich nach außen entscheiden können, ein Konto bereitzustellen, das dem anderer entspricht, aber innerlich die Gewissheit in ihrem eigenen ursprünglichen Gedächtnis bewahrt“.
Während die öffentliche Konformität die eigene Gedächtniswahrnehmung eines Individuums nicht tatsächlich beeinflusst, kann die Beteiligung an diesem Prozess dazu führen, dass diese Person das Gedächtnis anderer Personen an das Ereignis beeinflusst.
Gleichzeitig stellen die Autoren der Berichte fest, dass „Gedächtniskonformität auch einem adaptiven Zweck dienen kann, da soziales Lernen oft effizienter und genauer ist als individuelles Lernen“, was nicht immer zuverlässig ist.
Wie Studien gezeigt haben, kann der Prozess des Speicherabrufs beispielsweise bedeuten, dass der ursprüngliche Speicher - mit dem Speicher dieses Speichers - neu geschrieben wird, so dass der ursprüngliche Speicher verzerrt wird.
Eine im Journal of Neuroscience erschienene Studie nennt dies "Retrieval-induzierte Verzerrung" und erklärt, dass die Verzerrung entweder auftreten könnte, weil der Retrieval-Prozess das Gedächtnis verändert hat, "oder weil sie zur Bildung neuer […] Assoziationen geführt hat", die " steckte fest “, sozusagen in der ursprünglichen Erinnerung.
„Eine Erinnerung ist nicht einfach ein Bild, das durch die Zeitreise zum ursprünglichen Ereignis erzeugt wurde - es kann ein Bild sein, das aufgrund der früheren Erinnerungen etwas verzerrt ist“, sagt Donna Bridge, eine der Autoren der Studie.
"Erinnerungen sind nicht statisch. Wenn Sie sich im Kontext einer neuen Umgebung und Zeit an etwas erinnern oder wenn Sie sogar in einer anderen Stimmung sind, können Ihre Erinnerungen die neuen Informationen integrieren. “
Donna Bridge
Vergessen als adaptiver Mechanismus
Zusätzlich zu den Fragen, wie wir uns an die Dinge erinnern, an die wir uns erinnern, gibt es auch das Problem, warum wir vergessen, und einige Forscher stellen fest, dass das Vergessen manchmal als adaptiver Mechanismus auftritt.
Eine Möglichkeit, wie das Vergessen anpassungsfähig sein kann, sagte Berens MNTist, dass unser Gehirn durch das Loslassen irrelevanter Details besser in der Lage ist, wichtige Informationen abzurufen.
"Meine eigene Arbeit legt nahe, dass wir uns durch das Vergessen bestimmter Details eines Ereignisses auf das Gesamtbild konzentrieren und allgemeine Muster herausarbeiten können, die die Zukunft vorhersagen können", erklärte er.
„Zum Beispiel ist es nur nützlich, sich genau zu merken, welche Bäume im Wald die köstlichsten Früchte tragen, bis Sie all diese Früchte gegessen haben. Anstatt sich an die spezifischen Bäume zu erinnern, ist es möglicherweise am besten, sich an die allgemeine Fläche eines Waldes mit den besten Bäumen zu erinnern. “
Sam Berens, Ph.D.
„Dies beinhaltet manchmal das Vergessen bestimmter Details […] und das Verwischen vieler Erfahrungen, um ein allgemeines Muster herauszuarbeiten“, fuhr Berens fort.
Der Forscher bemerkte auch, dass eine andere Art und Weise, wie das Vergessen ein hilfreicher Prozess sein kann, darin besteht, negative Erinnerungen außer Reichweite zu bringen, damit sie die betroffene Person weniger belasten.
"Erinnerungen an emotionale oder traumatische Ereignisse verlieren mit der Zeit ihren emotionalen Ton", sagte Berens. "Dies kann uns helfen, vergangene Erfahrungen neu zu bewerten und daraus zu lernen, ohne alle damit verbundenen Emotionen gleichzeitig neu erleben zu müssen."
Aufdringliche Erinnerungen stören
Aber was passiert, wenn traumatische Erinnerungen bestehen bleiben und ungebeten wieder auftauchen? Experten nennen dies das „aufdringliche Wiedererleben von Traumata“ und es ist ein Kernmerkmal von PTBS.
Personen, die an PTBS leiden, können sich spontan an ein traumatisches Gedächtnis erinnern oder das Gefühl haben, in den Kontext zurückzukehren, der das Trauma verursacht hat.
Dieser Effekt kann die Person schwer belasten und zu unberechenbaren Verhaltensweisen als Bewältigungsstrategie führen.
Aus diesem Grund haben sich einige Wissenschaftler gefragt, wie sie negative Erinnerungen schwächen oder manipulieren und ihre Wirkung verringern könnten. Und wir wissen bereits, dass es möglich ist, eine Erinnerung zu stören und zu verhindern, dass sie sich verfestigt.
"[M] emories können nach der Bildung aktiv geschwächt werden", sagte Berens und erklärte, dass dies "ein Prozess ist, der sich vom Vergessen unterscheidet".
„Erstens scheint es nach der Speicherbildung ein Zeitfenster zu geben, in dem Speicher besonders schwach und störempfindlich sind - in dem widersprüchliche Informationen den Inhalt eines Speichers überschreiben können. […] Erinnerungen können auch durch einfaches Abrufen geschwächt werden… Ja, das einfache Abrufen einer Erinnerung macht sie anfälliger für Schwächung, Verzerrung oder Löschung. “
Sam Berens, Ph.D.
Berens erklärte weiter, dass das Medikament Propranolol, das Ärzte für PTBS verschreiben können, bereits dazu beiträgt, belastende Erinnerungen zu schwächen, um ihre Wirkung zu dämpfen.
„Auf diese Weise wird Propranolol verwendet, um Patienten mit PTBS zu helfen“, erklärte er und fügte hinzu, dass „[zuerst] der Patient sich an das Trauma erinnert, das das Gedächtnis schwächt, dann wird Propranolol verabreicht, das verhindert, dass die Emotionen wieder auftreten als neue Erinnerung verschlüsselt. “
Dennoch suchen Forscher immer noch nach anderen Möglichkeiten, die Gedächtnisbildung und den Rückruf zu stören. Solche Studien könnten nicht nur dazu beitragen, neuartige Therapien für PTBS und andere Phänomene wie Phobien zu finden, sondern auch neue Informationen darüber liefern, wie gedächtnisbezogene Gehirnmechanismen funktionieren.
Gedächtnismanipulation studieren
Um zu verstehen, ob wir Erinnerungen künstlich manipulieren können oder nicht, versuchte ein Forscherteam des Massachusetts Institute of Technology in Cambridge zunächst, Mäusen falsche Erinnerungen zu vermitteln.
Diese erste Studie, die in erschien Wissenschaft verwendeten 2013 eine optogenetische Technik, um die Bildung eines „hybriden“ Gedächtnisses im Gehirn der Mäuse zu manipulieren. Diese Methode erfordert die Verwendung von Lichtstrahlen, um Neuronen zu aktivieren, die Forscher entwickelt haben, um auf diesen Reiz zu reagieren.
In der Studie verwendete das Team um Prof. Susumu Tonegawa optogenetische Methoden, um zwei Gruppen von Neuronen zu synchronisieren - eine im Hippocampus, der ein räumliches Gedächtnis aktivierte, und eine in der Amygdala, die ein Angstgedächtnis aktivierte.
Das Experiment war erfolgreich - die Mäuse begannen, Angst mit einem Raum zu verbinden, in dem sie nie wirklich schlechte Erfahrungen gemacht hatten.
In einer weiteren Studie desselben Teams - die sie in veröffentlicht haben Natur 2014 - Tonegawa und Kollegen haben es geschafft, mit der gleichen Technik negative Assoziationen im Gehirn von Mäusen auszuschalten.
Eine weitere Studie, die in erscheint Plus eins Im selben Jahr stellten sie fest, dass Forscher schlechte Erinnerungen daran hindern konnten, sich im Gehirn von Ratten wieder zu verfestigen, indem sie im richtigen Moment Xenongas - ein Anästhetikum - verabreichten.
Mensch gegen Tier Gehirn
Aber zeigen solche Studien an Tieren wirklich, was unter ähnlichen Umständen im menschlichen Gehirn passieren würde?
Berens sagte uns, dass es zwar einige Diskrepanzen zwischen dem menschlichen Gehirn und dem Gehirn nichtmenschlicher Säugetiere gibt, mit denen Forscher normalerweise arbeiten, die Ähnlichkeiten jedoch stark genug sind, um uns eine gute Vorstellung davon zu geben, wie das menschliche Gehirn im selben Kontext funktionieren würde.
"Wir sind nichtmenschlichen Säugetieren wie Mäusen und Ratten in vielerlei Hinsicht sehr ähnlich", erklärte Berens MNT. "Der gleiche Prozess der Gedächtnisbildung und -konsolidierung, der uns hilft, Lesen und Schreiben zu lernen, funktioniert auch bei Ratten und Mäusen mit nur sehr geringen Unterschieden", sagte er.
In jüngerer Zeit jedoch, wie wir berichtet haben MNT Erst im letzten Monat hat ein Forschungsteam aus drei Ländern versucht, negative Erinnerungen beim Menschen zu schwächen.
In ihren jüngsten Experimenten haben die Wissenschaftler Freiwillige unangenehmen Inhalten ausgesetzt, damit sie zunächst die unerwünschten Erinnerungen bilden können. Dann baten sie die Teilnehmer, sich an diese Erinnerungen zu erinnern, um den Prozess der Speicherkonsolidierung auszulösen.
Zu diesem Zeitpunkt verabreichte das Team einigen Teilnehmern jedoch ein Anästhetikum - Propofol. Sie stellten fest, dass sich die Freiwilligen nach dieser Intervention nicht mehr richtig an den unangenehmen Inhalt erinnern konnten, den sie zuvor auswendig gelernt hatten.
Dies führte die Forscher zu dem Schluss, dass Sedierung zumindest in einigen Fällen dazu beitragen könnte, die Rückverfestigung traumatischer Erinnerungen beim Menschen zu stören, wenn sie - wie bei der früheren Studie an Ratten - zum richtigen Zeitpunkt abgegeben wird.
Dieser Prozess könnte eine hilfreiche Methode sein, um die Auswirkungen traumatischer Erinnerungen bei Menschen zu verringern, die von solchen aufdringlichen Gedanken betroffen sind.
„Erinnerungen wärmen dich von innen auf. Aber sie zerreißen dich auch “, schreibt der Autor Haruki Murakami im Roman Kafka am Uferund wir haben noch einen weiten Weg vor uns, um zu lernen, wie wir unsere Erinnerungen am besten für Wachstum nutzen und verhindern können, dass sie zu einem Hindernis werden.
