Cum creierele noastre creează amintiri

Stând la o cafenea trotuară din Montreal într-o dimineață însorită, Karim Nader își amintește ziua cu opt ani mai devreme, când două avioane s-au trântit în turnurile gemene ale World Trade Center. Aprinde o țigară și își învârte mâinile în aer pentru a schița scena.

Continut Asemanator

• Un postmortem al creierului cel mai cunoscut din istoria neuroștiinței
• Celulele creierului pentru socializare
• Descoperire Birdbrain

În momentul atacului, Nader era cercetător postdoctoral la Universitatea New York. El a pornit radioul în timp ce se pregătea să meargă la muncă și a auzit zgomotul jocurilor de discuri de dimineață transformându-se în panicky în timp ce acestea au relatat evenimentele care se desfășurau în Manhattanul de jos. Nader a alergat pe acoperișul clădirii sale de apartamente, unde avea o vedere asupra turnurilor aflate la mai puțin de doi kilometri distanță. Stătea acolo, uluit, în timp ce ardeau și cădeau, gândindu-se la sine: „În niciun caz, omule. Acesta este filmul greșit. ”

În zilele următoare, își amintește Nader, a trecut prin stații de metrou unde pereții erau acoperiți cu note și fotografii lăsate de oameni căutând cu disperare persoanele dragi dispărute. „A fost ca și cum ar fi mers în amonte într-un râu de tristețe”, spune el.

La fel ca milioane de oameni, Nader are amintiri vii și emoționante despre atacurile din 11 septembrie 2001 și urmările lor. Dar, ca expert în memorie și, în special, pe maleabilitatea memoriei, știe mai bine decât să aibă încredere în amintirile sale.

Cei mai mulți oameni au așa-numitele amintiri cu bulbăre de unde se aflau și ce făceau când s-a întâmplat ceva momentan: asasinarea președintelui John F. Kennedy, să zicem, sau explozia navetei spațiale Challenger. (Din păcate, știrile extraordinar de groaznice par să iasă din senin mai des decât o veste extraordinar de bună.) Dar la fel de clare și detaliate pe care le simt aceste amintiri, psihologii consideră că sunt surprinzător de inexacte.

Nader, acum neuroștiințific la Universitatea McGill din Montreal, spune că amintirea lui despre atacul World Trade Center i-a jucat câteva trucuri. El și-a amintit că a văzut filmele de televiziune din 11 septembrie a primului avion care a lovit turnul de nord al World Trade Center. Dar a fost surprins să afle că o astfel de filmare a difuzat pentru prima dată a doua zi. Se pare că nu era singur: un studiu realizat în 2003 pe 569 de studenți au descoperit că 73 la sută au împărtășit această percepție greșită.

Nader crede că ar putea avea o explicație pentru astfel de chestii de memorie. Ideile sale sunt neconvenționale în neuroștiința și au determinat cercetătorii să reconsidere unele dintre cele mai de bază presupuneri ale lor despre modul în care funcționează memoria. Pe scurt, Nader crede că chiar actul de a ne aminti ne poate schimba amintirile.

O mare parte din cercetările sale sunt pe șobolani, dar spune că aceleași principii de bază se aplică și în memoria umană. De fapt, spune el, poate fi imposibil pentru oameni sau pentru orice alt animal să-și aducă în minte o amintire fără a o modifica într-un fel. Nader crede că este probabil ca unele tipuri de memorie, cum ar fi memoria cu becuri, să fie mai susceptibile de schimbare decât altele. El spune că amintirile din jurul unui eveniment major precum 11 septembrie ar putea fi în special sensibile, pentru că avem tendința de a le reda din nou în mintea noastră și în conversația cu ceilalți - fiecare repetare având potențialul de a le modifica.

Pentru aceia dintre noi care prețuim amintirile noastre și le place să creadă că sunt o înregistrare exactă a istoriei noastre, ideea că memoria este fundamental maleabilă este mai mult decât puțin deranjantă. Nu toți cercetătorii cred că Nader a dovedit că procesul de amintire în sine poate modifica amintirile. Dar dacă are dreptate, este posibil să nu fie un lucru complet rău. Ar putea fi chiar posibil să folosim fenomenul pentru a reduce suferința persoanelor cu tulburări de stres posttraumatic, care sunt afectate de amintirile recurente ale evenimentelor pe care doresc să le poată pune în urmă.

Nader s-a născut în Cairo, Egipt. Familia sa creștină coptă s-a confruntat cu persecuția la mâna naționalistilor arabi și a fugit în Canada în 1970, când avea 4 ani. Multe rude au făcut călătoria, atât de multe, încât iubita lui Nader îl tachinează despre „coloana sonoră a o mie de sărutări” la adunările de familie mari, în timp ce oamenii oferă felicitări obișnuite.

A urmat școala universitară și absolventă la Universitatea din Toronto, iar în 1996 s-a alăturat laboratorului de la Universitatea New York al lui Joseph LeDoux, un neuroștiințific distins care studiază modul în care emoțiile influențează memoria. „Unul dintre lucrurile care m-au sedus cu adevărat în știință este că este un sistem pe care îl poți folosi pentru a-ți testa propriile idei despre cum funcționează lucrurile”, spune Nader. Chiar și cele mai prețuite idei dintr-un anumit domeniu sunt deschise la întrebare.

Oamenii de știință știu de mult că înregistrarea unei memorii necesită ajustarea conexiunilor dintre neuroni. Fiecare memorie modifică o mică parte a neuronilor din creier (creierul uman are 100 de miliarde de neuroni în total), schimbând modul de comunicare. Neuronii își trimit mesaje unul altuia prin goluri înguste numite sinapse. O sinapsă este ca un port plin, completat cu utilaje pentru trimiterea și primirea încărcăturii - neurotransmițători, substanțe chimice specializate care transmit semnale între neuroni. Toate utilajele de transport sunt construite din proteine, elementele de bază ale celulelor.

Unul dintre oamenii de știință care a făcut cel mai mult pentru a lumina modul în care funcționează memoria la scară microscopică este Eric Kandel, un neuroștiințific la Universitatea Columbia din New York. În cinci decenii de cercetare, Kandel a arătat cum amintirile pe termen scurt - cele care durează câteva minute - implică modificări chimice relativ rapide și simple ale sinapsei care îl fac să funcționeze mai eficient. Kandel, care a câștigat o parte din Premiul Nobel pentru 2000 în Fiziologie sau Medicină, a descoperit că pentru a construi o memorie care durează ore, zile sau ani, neuronii trebuie să fabrice noi proteine ​​și să extindă docurile, așa cum s-a spus, pentru a face circulația neurotransmițătorului. mai eficient. Amintirile pe termen lung trebuie literalmente încorporate în sinapsele creierului. Kandel și alți neuroștiștiști au presupus, în general, că, odată construită o memorie, aceasta este stabilă și nu poate fi anulată cu ușurință. Sau, după cum spun ei, memoria este „consolidată”.

Conform acestei concepții, sistemul de memorie al creierului funcționează ceva ca un stilou și un caiet. Pentru o perioadă scurtă de timp înainte ca cerneala să se usuce, este posibil să smulgeți cele scrise. Dar după ce memoria este consolidată, se schimbă foarte puțin. Sigur, amintirile se pot estompa de-a lungul anilor ca o scrisoare veche (sau chiar se ridică în flăcări dacă boala Alzheimer lovește), dar în circumstanțe obișnuite, conținutul memoriei rămâne același, indiferent de câte ori este scos și citit. Nader ar contesta această idee.

În ceea ce s-a dovedit a fi un moment definitoriu în cariera sa timpurie, Nader a participat la o prelegere pe care Kandel a susținut-o la Universitatea New York despre modul în care sunt înregistrate amintirile. Nader a ajuns să se întrebe despre ce se întâmplă atunci când o amintire este reamintită. Munca cu rozătoarele din anii '60 nu a evoluat cu teoria consolidării. Cercetătorii au descoperit că o memorie ar putea fi slăbită dacă le-a dat unui animal o șoc electrică sau un medicament care interferează cu un anumit neurotransmițător imediat după ce au determinat animalul să-și amintească de memorie. Acest lucru a sugerat că amintirile erau vulnerabile la perturbări chiar și după ce s-au consolidat.

Pentru a ne gândi la un alt mod, lucrarea a sugerat că depozitarea unei memorii vechi pentru depozitare pe termen lung, după ce a fost reamintită, a fost surprinzător de similară cu crearea acesteia pentru prima dată. Atât construirea unei noi memorii, cât și eliminarea unei vechi presupuse implică construirea de proteine ​​la sinapsă. Cercetătorii au numit acel proces „reconsolidare”. Dar alții, inclusiv unii experți de memorie importanți, au avut probleme în a reproduce acele descoperiri în laboratoarele proprii, astfel încât ideea nu a fost urmărită.

Nader a decis să revizuiască conceptul cu un experiment. În iarna anului 1999, el a învățat patru șobolani că un semnal sonor cu o adâncime a precedat o șoc electrică ușoară. A fost ușor - rozătoarele învață astfel de împerecheri după ce le-au fost expuse o singură dată. După aceea, șobolanul îngheață pe loc când aude tonul. Nader a așteptat apoi 24 de ore, a jucat tonul pentru reactivarea memoriei și a injectat în creierul șobolanului un medicament care împiedică neuronii să creeze noi proteine.

Dacă amintirile sunt consolidate o singură dată, atunci când sunt create pentru prima dată, el a argumentat, medicamentul nu ar avea niciun efect asupra memoriei tonului șobolanului sau asupra modului în care acesta ar răspunde la viitor. Dar dacă amintirile trebuie să fie cel puțin parțial reconstruite de fiecare dată când sunt amintite - până la sintezarea proteinelor neuronale proaspete - șobolanii dat medicamentul ar putea răspunde mai târziu ca și cum nu ar fi învățat niciodată să se teamă de ton și ar ignora-l. În caz afirmativ, studiul ar contrazice concepția standard a memoriei. A fost, recunoaște, o lovitură lungă.

„Nu pierde timpul, asta nu va funcționa niciodată”, i-a spus LeDoux.

A mers.

Când Nader a testat mai târziu șobolanii, nu au înghețat după ce au auzit tonul: parcă ar fi uitat totul despre asta. Nader, care pare ușor diabolic în cercel și arsuri laterale arătate, devine încă obraznic vorbind despre experiment. Cu ochii largi de emoție, pălește masa cafenelei. „Este nebun, nu? Am intrat în biroul lui Joe și am spus: „Știu că sunt doar patru animale, dar acest lucru este foarte încurajator!” ”

După descoperirile inițiale ale lui Nader, unii neuroștiincioși i-au împiedicat activitatea în articole din jurnal și i-au dat umărul rece la întâlnirile științifice. Dar datele au atins un acord mai armonios cu unii psihologi. La urma urmei, experimentele lor au sugerat de mult că memoria poate fi distorsionată cu ușurință fără ca oamenii să-și dea seama.

Într-un studiu clasic din 1978, condus de Elizabeth Loftus, psiholog de atunci la Universitatea din Washington, cercetătorii au arătat studenților colegiilor o serie de fotografii color înfățișând un accident în care o mașină Datsun roșie bate un pieton într-un trotuar. Studenții au răspuns la diverse întrebări, dintre care unele au fost înșelate în mod intenționat. De exemplu, chiar dacă fotografiile arătaseră Datsun în semn de oprire, cercetătorii i-au întrebat pe unii dintre studenți: „O altă mașină a trecut Datsun-ul roșu în timp ce a fost oprită la indicatorul de randament?”

Mai târziu, cercetătorii au întrebat toți studenții ce au văzut - un semn de oprire sau un semn de cedare? Studenții cărora li s-a adresat o întrebare înșelătoare au mai multe șanse să dea un răspuns incorect decât ceilalți studenți.

Pentru Nader și colegii săi, experimentul susține ideea că o memorie este re-formată în procesul de apelare. „Din perspectiva noastră, aceasta seamănă foarte mult cu reconsolidarea memoriei”, spune Oliver Hardt, un cercetător postdoctoral în laboratorul lui Nader.

Hardt și Nader spun că se poate întâmpla ceva similar cu amintirile cu becuri. Oamenii tind să aibă amintiri exacte pentru faptele de bază ale unui eveniment momentan - de exemplu, în total patru avioane au fost deturnate în atacurile din 11 septembrie - dar adesea amintesc detalii personale, cum ar fi unde se aflau și ce făceau la vremea respectivă. . Hardt spune că acest lucru ar putea fi pentru că acestea sunt două tipuri diferite de amintiri care sunt reactivate în situații diferite. Televiziunea și alte mediatice consolidează faptele centrale. Dar reamintirea experienței către alte persoane poate permite distorsionării. „Când o reporniți, memoria devine plastic și orice este prezent în jurul vostru în mediul înconjurător poate interfera cu conținutul original al memoriei”, spune Hardt. În zilele care urmează 11 septembrie, de exemplu, oamenii probabil și-au refăcut în mod repetat propriile povești personale - „unde ai fost când ai auzit știrea?” - în conversații cu prietenii și familia, permițând, probabil, detalii despre poveștile altor persoane să se amestece cu propriile lor. .

De la experimentul inițial al lui Nader, zeci de studii cu șobolani, viermi, pui, albine și studenți au sugerat că amintirile de lungă durată pot fi perturbate atunci când sunt amintite. Scopul lui Nader este de a lega cercetarea cu animale, și indicii pe care le produce cu privire la aglomerația moleculară a sinapsei, la experiența umană de zi cu zi de amintire.

Unii experți consideră că avansează, mai ales atunci când face conexiuni între memoria umană și aceste descoperiri la șobolani și alte animale. „Îl exagerează puțin”, spune Kandel.

Daniel Schacter, psiholog la Universitatea Harvard care studiază memoria, este de acord cu Nader că distorsiunile pot apărea atunci când oamenii reactivă amintirile. Întrebarea este dacă reconsolidarea - ceea ce consideră că Nader a demonstrat convingător în experimentele cu șobolan - este motivul distorsiunilor. „Dovada directă nu există încă pentru a arăta că cele două lucruri sunt legate”, spune Schacter. „Este o posibilitate intrigantă pe care acum oamenii trebuie să o urmărească.”

Un test din lumea reală a teoriei lui Nader privind reconsolidarea memoriei are loc la câțiva kilometri de biroul său din Montreal, la Institutul Universității de Sănătate Mintală Douglas. Alain Brunet, psiholog, derulează un studiu clinic care implică persoane cu tulburări de stres posttraumatic (PTSD). Speranța este că îngrijitorii ar putea fi capabili să slăbească starea de amintiri traumatice care bântuie pacienții în timpul zilei și să-și invadeze visele noaptea.

Brunet știe cât de puternice pot fi amintirile traumatice. În 1989, când studia pentru un master în psihologie la Universitatea din Montreal, un bărbat înarmat cu o pușcă semiautomatică a intrat într-o sală de inginerie din campus, a separat bărbații de femei și i-a împușcat pe femei. Armașul a continuat masacrul în alte săli de clasă și pe holurile Universității École Polytechnique, împușcând 27 de persoane și ucidând 14 femei înainte de a se ucide. A fost cea mai rea filmare în masă din Canada.

Brunet, care se afla în cealaltă parte a campusului în acea zi, spune: „Aceasta a fost o experiență foarte puternică pentru mine.” El spune că a fost surprins să descopere cât de puțin se știa la vremea respectivă despre impactul psihologic al unor astfel de evenimente și cum să ajutați oamenii care au trăit prin ei. A decis să studieze stresul traumatic și cum să-l trateze.

Chiar și acum, spune Brunet, medicamentele și psihoterapia utilizate în mod convențional pentru a trata PTSD nu oferă o scutire de durată pentru mulți pacienți. „Există încă mult spațiu pentru descoperirea unor tratamente mai bune”, spune el.

În primul studiu al lui Brunet, pacienții cu PTSD au luat un medicament menit să interfereze cu reconsolidarea amintirilor fricoase. Medicamentul, propranololul, a fost folosit mult timp pentru a trata hipertensiunea arterială, iar unii interpreți îl iau pentru a combate spaima în scenă. Medicamentul inhibă un neurotransmițător numit norepinefrină. Un posibil efect secundar al medicamentului este pierderea memoriei. (Într-un studiu similar experimentului inițial al lui Nader cu șobolani, cercetătorii din laboratorul LeDoux au descoperit că medicamentul poate slăbi amintirile fricoase ale unui ton înalt.)

Pacienții din studiul lui Brunet, publicat în 2008, au avut fiecare un eveniment traumatic, cum ar fi un accident de mașină, un atac sau un abuz sexual, cu aproximativ un deceniu mai devreme. Au început o ședință de terapie stând singuri într-o cameră nescrisă cu un fotoliu bine purtat și un televizor. Nouă pacienți au luat o pastilă cu propranolol și au citit sau vizionat televizorul timp de o oră, deoarece medicamentul a intrat în vigoare. Zece au primit o pastilă placebo.

Brunet a intrat în cameră și a purtat mici discuții înainte de a-i spune pacientului că are o solicitare: a dorit ca pacientul să citească un scenariu, pe baza interviurilor anterioare cu persoana, care descrie experiența lui traumatică. Pacienții, toți voluntari, știau că lectura va fi parte a experimentului. „Unele sunt bine, altele încep să plângă, altele trebuie să facă o pauză”, spune Brunet.

O săptămână mai târziu, pacienții cu PTSD au ascultat scenariul, de această dată, fără a lua medicamentul sau placebo. În comparație cu pacienții care au luat un placebo, cei care au luat propranololul cu o săptămână mai devreme erau acum mai calmi; aveau un nivel mai mic în ritmul cardiac și au perspirat mai puțin.

Brunet tocmai a finalizat un studiu mai mare cu aproape 70 de pacienți cu PTSD. Cei care au luat propranolol o dată pe săptămână timp de șase săptămâni în timp ce citeau scenariul evenimentului lor traumatic au arătat o reducere medie cu 50 la sută a simptomelor PTSD standard. Au avut mai puține coșmaruri și flashback-uri în viața lor de zi cu zi, mult timp după ce efectele medicamentului s-au uzat. Tratamentul nu a șters memoria pacienților despre ceea ce li s-a întâmplat; mai degrabă, pare să fi schimbat calitatea acelei memorii. „Săptămână după săptămână tonul emoțional al memoriei pare mai slab”, spune Brunet. „Încep să le pese mai puțin de acea memorie.”

Nader spune că amintirile traumatice ale pacienților cu PTSD pot fi stocate în creier în același mod în care o memorie a unui ton care prezice șocul este stocată în creierul unui șobolan. În ambele cazuri, reamintirea memoriei o deschide la manipulare. Nader spune că este încurajat de munca de până acum cu pacienții cu PTSD. „Dacă avem vreo șansă de a ajuta oamenii, trebuie să dăm o lovitură”, spune el.

Printre numeroasele întrebări pe care le urmărește acum Nader este dacă toate amintirile devin vulnerabile atunci când sunt amintite sau doar anumite amintiri în anumite circumstanțe.

Desigur, există și întrebarea și mai mare: de ce amintirile sunt atât de nesigure? La urma urmei, dacă ar fi mai puțin supuși schimbării, nu am suferi jena de a nu aminti detaliile unei conversații importante sau a unei prime întâlniri.

Apoi, din nou, editarea ar putea fi un alt mod de a învăța din experiență. Dacă amintirile îndrăgite ale unei iubiri timpurii nu au fost temperați de cunoașterea unei rupturi dezastruoase sau dacă amintirile momentelor dificile nu s-au compensat prin cunoașterea faptului că lucrurile s-au rezolvat până la urmă, s-ar putea să nu obținem beneficiile acestor greu obținute lecții de viață. Poate este mai bine dacă ne putem rescrie amintirile de fiecare dată când le reamintim. Nader sugerează că reconsolidarea poate fi mecanismul creierului de a recastiga amintiri vechi în lumina a tot ceea ce s-a întâmplat de atunci. Cu alte cuvinte, ar putea fi doar ceea ce ne împiedică să trăim în trecut.

Greg Miller scrie despre biologie, comportament și neuroștiință pentru revista Science . Locuiește în San Francisco. Gilles Mingasson este un fotograf cu sediul în Los Angeles.

Karim Nader, un neurolog în cadrul Universității McGill din Montreal, a contestat idei ortodoxe despre natura amintirilor. (Gilles Mingasson) Amintirile sunt stocate într-o regiune a creierului numită hipocamp, prezentată în roșu în această ilustrație computerizată. (Photo Research, Inc.) Celulele nervoase microscopice (colorate în verde) sunt conectate în rețele dense care codifică informațiile. (Photo Research, Inc.) Cercetătorii studiază adesea „amintiri cu flacără”, imaginile noastre mentale aparent fotografice ale unor serii surprinzătoare, precum explozia navei spațiale Challenger din 1986. (AP Images) Majoritatea oamenilor au așa-numitele „amintiri cu flacără” despre locul în care se aflau și ce făceau atunci când s-a întâmplat ceva momentan, cum ar fi asasinarea președintelui John F. Kennedy. Însă la fel de clare și de detaliate pe care le simt aceste amintiri, psihologii consideră că sunt surprinzător de inexacte. (AP imagini) Amintirea atacului World Trade Center a jucat câteva trucuri asupra lui Nader. El și-a amintit că a văzut filmele de televiziune din 11 septembrie a primului avion care a lovit turnul de nord al World Trade Center. Dar a fost surprins să afle acea înregistrare transmisă pentru prima dată a doua zi. (AP imagini) Amintirile schimbă modul în care semnalele de schimb de nervi în punctele de contact numite sinapse. În această imagine, mărită de mii de ori, o fibră nervoasă, prezentată în violet, întâlnește un corp de celule galbene. (Photo Research, Inc.) Memoria este surprinzător maleabilă, spune Elizabeth Loftus, psiholog la Universitatea din California, Irvine. (Gilles Mingasson) Într-un experiment clasic, Loftus a descoperit că persoanele care au văzut imagini cu un accident de mașină pus în scenă ar putea fi conduse la detalii greșite. (Elizabeth Loftus) Persoanele care au văzut mașina la un semn de oprire au fost ulterior păcălite să creadă că au văzut un semn de randament. (Elizabeth Loftus) Studiile efectuate de psihologul Alain Brunet arată semne de a ajuta persoanele cu tulburări de stres posttraumatic. (Gilles Mingasson) Pacienții care și-au amintit trauma după ce au luat un medicament care perturbă formarea memoriei au simțit mai puțin anxietate atunci când au amintit mai târziu de eveniment. Asistenta lui Brunet, Elena Saimon, demonstrează. (Gilles Mingasson)