Amnésie volontaire: manipulations hippocampiques pour éliminer les souvenirs douloureux

Chacun a des souvenirs qu'il essaie d'oublier. Certains d'entre eux sont tout simplement désagréables, provoquant de la tristesse, de la honte, de la peur, et certains peuvent causer de graves dommages, provoquant une véritable maladie mentale (PTSD, trouble d'anxiété, etc.). S'il était possible de manipuler la mémoire humaine, comme les données sur un lecteur flash USB, et de supprimer les indésirables, il serait plus facile de faire face à de telles maladies. C'est exactement ce qui sera discuté dans l'étude que nous envisageons aujourd'hui, dans laquelle les scientifiques indiquent que la stimulation de certaines cellules hippocampiques peut aider à «effacer» certains souvenirs et en égayer d'autres. Comment les scientifiques ont-ils réussi, quelle est la complexité de cette procédure et quelle est son efficacité dans la lutte contre la maladie mentale? Nous chercherons des réponses à ces questions et à d'autres dans le rapport du groupe de recherche. Allons-y.

Base d'étude

Le principal expérimental de ce travail est, comme nous l'avons déjà compris, l'hippocampe. Cette partie du cerveau humain, composée de 30 millions de neurones, est responsable de nos émotions et de la transition de la mémoire à court terme vers le long terme. En outre, l'hippocampe joue également un rôle important dans le traitement et le stockage des informations spatiales, ce qui conduit à la formation de la mémoire spatiale. Cet aspect de nos souvenirs est utilisé par nous quotidiennement et constamment, mais nous n'y pensons pas. Le chemin de la maison au travail, les visages d'amis et de parents, comment tenir la prise, etc. - ce sont tous des morceaux de notre mémoire spatiale. Autrement dit, il est façonné par tout ce qui nous entoure.



Une autre tâche importante de l'hippocampe est, aussi étrange que cela puisse paraître, d'oublier. C'est dans cette partie du cerveau que l'information devient importante et est préservée ou sans importance et est oubliée. Cependant, les scientifiques ne peuvent pas encore déterminer exactement sur quels critères la sélection est basée.

Avec l'âge, l'activité de l'hippocampe et le renouvellement de ses neurones ralentissent, c'est pourquoi la diminution de l'hippocampe est l'un des symptômes les plus brillants de la maladie d'Alzheimer.

Les scientifiques se réfèrent à des études précédemment menées dans lesquelles il a été prouvé que différents domaines (sections) de l'hippocampe sont responsables de différentes émotions et mémoires: dorsale - mémoire spatiale et temporelle et informations contextuelles; ventrale - une réaction au stress, à l'anxiété et à l'état émotionnel en général.

Par conséquent, si vous gagnez en quelque sorte le contrôle de ces domaines spécifiques, vous pouvez modifier le mécanisme de leur travail. Auparavant, des expériences ont été menées avec la manipulation optique des cellules de la région dorsale de l'hippocampe, ce qui a permis de contrôler l'expression comportementale des mémoires positives et négatives. Cependant, on ne sait pas si les manipulations avec les domaines ventraux de l'hippocampe auront un effet similaire.

De plus, les chercheurs notent l'importance de rechercher un mécanisme pour la relation entre les souvenirs stockés par l'hippocampe et le comportement humain. Car c'est précisément sur comment et pourquoi telle ou telle information est traitée (appelée pour ainsi dire à partir des archives de la mémoire) dont dépend la manifestation du stress, de l'anxiété, des troubles post-traumatiques et même de la dépression.

Résultats de recherche

Tout d'abord, il était nécessaire de déterminer quelles parties de l'hippocampe réagissaient à quoi et dans quelle mesure.


Image n ° 1

Pour ce faire, les scientifiques ont utilisé un mélange de virus inductible * AAV9-c-Fos-tTA et AAV9-TRE-eYFP, qui a été introduit dans le fascia denté dorsal ou ventral * de l' hippocampe de la souris (mâle). Ce mélange a marqué les neurones du fascia denté qui exprimaient le gène c-Fos en fonction de la doxycycline (Dox). À ce moment, les souris expérimentales ont observé une situation neutre devant elles, c'est-à-dire qu'elles étaient dans un état calme et aucune contrainte ou incitation externe n'a été appliquée ( 1A et 1B ).

Inductible * est une enzyme qui n'est pas produite par la cellule jusqu'à ce que sa synthèse soit induite (activée) par son propre substrat ou un autre composé étroitement apparenté.

Fascia denté * (gyrus denté) - un gyrus dentelé situé dans les profondeurs du sillon hippocampique et se transformant en gyrus en ruban.

Chez les souris exemptes de Dox, l'expression environnementale a augmenté l'eYFP (c'est-à-dire, eYFP +) dans le fascia denté dorsal et ventral, contrairement au groupe témoin de sujets atteints de Dox ( 1G , 1H , 1J et 1K ).

Le deuxième jour, les souris ont montré une augmentation significative du nombre de cellules eYFP + et c-Fos + précisément dans la partie dorsale et non dans la partie ventrale ( 1C - 1F , 1I et 1L ). Cela confirme l'importance du domaine dorsal hippocampique dans la reconnaissance environnementale.

Ensuite, les scientifiques ont décidé de vérifier l'activité des cellules du gyrus denté lors de la formation de la peur et lors de la reproduction des souvenirs qui lui sont associés le lendemain.

Les souris testées, comme dans le test précédent, ont reçu une injection du mélange viral, puis elles ont cessé de leur donner du Dox. 48 heures plus tard, les souris ont été placées dans des chambres, où 4 faibles décharges de courant électrique leur ont été appliquées (à travers le plancher de la chambre) avec un intervalle de temps de 180 secondes. Après cela, les souris ont été renvoyées dans les chambres neutres et ont recommencé à donner de la doxycycline (Dox).

Le lendemain, ces souris ont de nouveau été placées dans des chambres de choc (les décharges n'étaient plus utilisées) pour reproduire leur sentiment de peur ( 2A et 2B ).


Image n ° 2

Les données sur le cerveau ont été collectées après 90 minutes de séjour des souris dans la chambre, après quoi les scientifiques ont pu estimer le nombre de cellules eYFP et c-Fos dans le gyrus denté dorsal et ventral.

Comme prévu, dans les deux parties de l'hippocampe (dorsal et ventral), la réactivation cellulaire ( 2C - 2E ) a augmenté de manière significative. Cela est dû au fait que ces deux sites jouent un rôle dans la formation de souvenirs associés à certaines émotions.

Le résultat intermédiaire est le suivant: les cellules du gyrus denté dans la région dorsale sont réactivées après que les souris se trouvent dans un environnement neutre et stressant; mais les cellules de la région ventrale ne sont réactivées qu'après stress.

À l'étape suivante de l'étude, les scientifiques se sont donné pour tâche de déterminer si l'activation optogénétique * exacte des cellules le long de l'axe longitudinal de l'hippocampe affecterait le comportement associé à l'appétit et à la peur.

Optogénétique * - une méthode pour l'étude des cellules nerveuses par l'introduction d'opsines (récepteurs photosensibles) dans leur membrane, qui répondent à la lumière.

Les souris expérimentales ont été injectées dans la région dorsale ou ventrale avec un cocktail viral dépendant de l'activité exprimant le canal de la rhodopsine-2 (ChR2). Après l'implantation des fibres optiques ( 2F et 2H ) au site d'injection.

La doxycycline a été interrompue pour marquer les cellules responsables de la réponse aux scénarios suivants: environnement neutre; situation stressante (application de courant électrique à travers le plancher de la chambre) et placement d'une femelle ( 2G ) dans la chambre.

Les scientifiques ont activé les souvenirs liés à la peur à travers les parties dorsales ou ventrales de l'hippocampe. Cela a conduit à la mort du sujet de test masculin, qui est la réponse standard des souris en cas de danger ( 2I , 2J , 2L et 2M ).

L'activation des souvenirs associés à la présence de la femelle dans la chambre a conduit le mâle à se déplacer vers le point de caméra où se trouvait la femelle. C'est-à-dire que le mâle s'est souvenu qu'hier, elle se tenait dans le coin gauche, par exemple, et lorsque l'hippocampe a été activé, il s'est installé là-bas.

Mais l'activation des mémoires associées à un environnement neutre n'a provoqué aucune réaction chez le sujet expérimental masculin, ce qui est également très attendu ( 2K et 2N ).

Les expériences ci-dessus et leurs résultats de manière pratique confirment que les régions dorsale et ventrale de l'hippocampe sont impliquées dans la formation de la peur et des souvenirs qui lui sont associés. La gestion de ces sites par la réactivation de certaines cellules permet aux sujets d'induire l'expression comportementale de la peur. En d'autres termes, ces expériences ont confirmé la possibilité de manipuler les souvenirs et les émotions en contrôlant l'hippocampe.

Enfin, les chercheurs ont entrepris des expériences qui étaient censées répondre à la question - est-il possible de modifier à long terme le comportement associé aux souvenirs par une influence externe.

Tous les sujets expérimentaux ont d'abord traversé la scène avec une chambre de stress (environnement A), après quoi une femme a été placée dans la chambre, suivie d'un environnement neutre et de nouveau de stress (environnement B).

Après la préparation, les scientifiques ont effectué des procédures de réactivation cellulaire pour les zones dorsale et ventrale de l'hippocampe de la souris (séances de 10 minutes, 2 fois par jour pendant 5 jours). 24 heures supplémentaires après la réactivation, un test de comportement a été effectué sans recourir à la stimulation lumineuse ( 3A ).


Image n ° 3

La procédure de stimulation dorsale chez la souris qui a subi une étape stressante (4 décharges de courant) a montré une diminution significative de la réaction de décoloration ( 3B ). Mais la stimulation de la région ventrale des souris, qui ont été affectées par une seule décharge, a montré une augmentation de la réaction de décoloration ( 3C ).

Afin de s'assurer que ces différences de comportement des sujets expérimentaux ne sont pas liées au travail de l'amygdale basolatérale, qui joue un rôle important dans le traitement de la peur et du stress, les scientifiques ont utilisé des récepteurs spéciaux qui ne sont activés que sur le médicament DREADD. Cela a permis à l'amygdale basolatérale de s'affaiblir lors de la stimulation hippocampique ( 3D et 3E ). En raison de la clozapine-N-oxyde (CNO), l'activité cFos dans les cellules exprimant hM4Di a été réduite et les cellules étudiées sont restées intactes ( 3F et 3H ).

Les scientifiques notent que l'inhibition chimiogénique des cellules crainte de l'amygdale basolatérale lors de la stimulation de la région dorsale de l'hippocampe n'a pas empêché la suppression de la réaction de décoloration ( 3G ). Autrement dit, les cellules des amygdales basolatérales disent au cerveau que cela devrait être effrayant et doit geler en place, mais la stimulation de la région dorsale de l'hippocampe annule ce signal, exagérant en disant.

La chose la plus intéressante est que l'intensification de la réaction de décoloration lors de la stimulation de la région ventrale a été interrompue en raison de l'introduction de cellules amygdales basolatérales ( 3H ). Encore une fois exagérées, c'est-à-dire que dans le cas de la région ventrale, les amygdales basolatérales ont pu contourner la stimulation et réduire la décoloration. Il s'avère que nous observons des réactions opposées en cas de stimulation des régions dorsale et ventrale.

Ainsi, il devient clair que l'influence de l'amygdale basolatérale est assez importante, car son mécanisme de traitement de la peur et du stress diffère de celui de l'hippocampe et est plus primaire.

En l'absence de CNO, les sujets ayant subi une stimulation des cellules hippocampiques responsables de la peur ont montré une réactivation cellulaire dans les régions dorsale et ventrale à leur retour dans un environnement neutre ( 3K et 3L ). Cependant, ces changements étaient au niveau de l'aléatoire, c'est-à-dire très insignifiants. De plus, dans les groupes de souris qui n'étaient stimulées que par la région ventrale, il y avait une augmentation significative de la coïncidence du traitement de la peur avec les amygdales basolatérales et les cellules actives lors de la reproduction des souvenirs associés à la peur ( 3K et 3L ).

Ensemble, ces données confirment que la réactivation des cellules du gyrus denté modifie régulièrement l'activité nerveuse à la fois dans les cellules du gyrus denté étudiées et dans l'amygdale basolatérale. Et cela suggère que la reprogrammation des cellules qui traitent les mémoires est assez réelle.

Pour une connaissance plus détaillée des nuances de l'étude, je vous recommande de consulter le rapport des scientifiques .

Épilogue

Cette étude a non seulement confirmé dans la pratique le fait que différentes parties de l'hippocampe sont responsables de processus différents, bien que liés, mais a également démontré une réelle opportunité d'influencer le processus de traitement des mémoires de l'extérieur.

Comme je l'ai dit plus tôt, tout le monde a quelque chose que nous serions heureux d'oublier. Les souvenirs douloureux peuvent affecter le présent et l'avenir d'une personne, selon le degré de douleur, pour ainsi dire. Bien sûr, dans le cas de manipulations de la mémoire, des questions morales et éthiques peuvent se poser: si une personne oublie quelque chose; et si quelqu'un utilise une technique similaire pour éviter toute responsabilité; et si quelqu'un applique cette amnésie programmable à quelqu'un sans son consentement, etc.

Avec l'avènement de nouvelles technologies ou techniques qui interfèrent avec des processus auparavant inaccessibles à la manipulation, il y a toujours beaucoup de controverse. Il y aura toujours des opposants et des supporters. Cependant, si la bonne façon est de limiter l'utilisation de technologies qui, entre de mauvaises mains, peuvent se faire au détriment, alors les problèmes peuvent être évités.

Il est trop tôt pour juger de la technologie, car elle en est encore au stade initial. Les scientifiques eux-mêmes n'ont pas l'intention de s'arrêter là et poursuivront leurs recherches. Selon eux, cette technologie vous permettra de faire face à de nombreux troubles mentaux associés à une expérience très douloureuse, que beaucoup sont heureux d'oublier.

Merci de votre attention, restez curieux et bonne semaine de travail, les gars.

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