Setiap orang memiliki ingatan yang dia coba lupakan. Beberapa dari mereka hanya tidak menyenangkan, menyebabkan kesedihan, rasa malu, ketakutan, dan beberapa dapat menyebabkan kerusakan serius, menyebabkan seseorang memiliki gangguan mental nyata (PTSD, gangguan kecemasan, dll). Jika dimungkinkan untuk memanipulasi memori manusia, seperti data pada USB flash drive, dan menghapus yang tidak diinginkan, akan lebih mudah untuk menangani penyakit seperti itu. Inilah yang akan dibahas dalam penelitian yang kami pertimbangkan hari ini, di mana para ilmuwan menunjukkan bahwa stimulasi sel hippocampal tertentu dapat membantu "menghapus" beberapa ingatan dan mencerahkan yang lain. Bagaimana tepatnya para ilmuwan berhasil, seberapa rumit prosedur ini, dan seberapa efektifkah itu dalam memerangi penyakit mental? Kami akan mencari jawaban untuk ini dan pertanyaan lain dalam laporan kelompok penelitian. Ayo pergi.
Dasar studi
Eksperimen utama dalam karya ini adalah, sebagaimana telah kita pahami, hippocampus. Bagian otak manusia ini, yang terdiri dari 30 juta neuron, bertanggung jawab atas emosi kita dan untuk transisi ingatan jangka pendek ke jangka panjang. Selain itu, hippocampus juga memainkan peran penting dalam pemrosesan dan penyimpanan informasi spasial, yang akibatnya mengarah pada pembentukan memori spasial. Aspek ingatan kita ini digunakan oleh kita setiap hari dan terus-menerus, tetapi kita tidak memikirkannya. Jalan dari rumah ke tempat kerja, wajah teman dan saudara, cara memegang colokan, dll. - Ini semua adalah bagian dari memori spasial kita. Sederhananya, itu dibentuk oleh segala sesuatu yang mengelilingi kita.
Tugas penting lain dari hippocampus adalah, betapa anehnya kedengarannya, melupakan. Di bagian otak inilah informasi menjadi penting dan dipertahankan atau tidak penting dan dilupakan. Namun, para ilmuwan belum dapat menentukan dengan tepat kriteria apa yang menjadi dasar pemilihan.
Dengan bertambahnya usia, aktivitas hippocampus dan pembaruan neuronnya melambat, itulah sebabnya penurunan hippocampus adalah salah satu gejala paling terang dari penyakit Alzheimer.
Para ilmuwan menunjuk ke studi yang sebelumnya dilakukan di mana terbukti bahwa domain yang berbeda (bagian) dari hippocampus bertanggung jawab atas emosi dan ingatan yang berbeda: memori dorsal - spasial dan temporal dan informasi kontekstual; ventral - reaksi terhadap stres, kecemasan dan keadaan emosi secara umum.
Karena itu, jika Anda entah bagaimana mendapatkan kendali atas domain spesifik ini, Anda dapat mengubah mekanisme kerja mereka. Sebelumnya, percobaan dilakukan dengan manipulasi optik sel-sel daerah dorsal hippocampus, yang memungkinkan untuk mengontrol ekspresi perilaku dari memori positif dan negatif. Namun, masih belum diketahui apakah manipulasi dengan domain ventral hippocampus akan memiliki efek yang sama.
Selain itu, para peneliti mencatat pentingnya mencari mekanisme untuk hubungan antara ingatan yang disimpan oleh hippocampus dan perilaku manusia. Karena justru pada bagaimana dan mengapa informasi ini atau itu diproses (disebut dari arsip ingatan, dapat dikatakan) bahwa manifestasi dari stres, kecemasan, gangguan pascatrauma dan bahkan depresi tergantung pada.
Hasil penelitian
Untuk memulainya, perlu untuk menentukan bagian mana dari hippocampus bereaksi terhadap apa dan sejauh mana.
Gambar No. 1Untuk melakukan ini, para ilmuwan menggunakan campuran virus
* yang dapat diinduksi * dari AAV9-c-Fos-tTA dan AAV9-TRE-eYFP, yang dimasukkan ke dalam dorsal atau ventral
dentate fascia * dari hippocampus tikus (jantan). Campuran ini berlabel dentate fascia neuron yang mengekspresikan gen c-Fos tergantung pada doksisiklin (Dox). Pada saat ini, tikus percobaan mengamati situasi netral di depan mereka, yaitu mereka dalam keadaan tenang dan tidak ada tekanan atau insentif eksternal yang diterapkan (
1A dan
1B ).
Inducible * adalah enzim yang tidak diproduksi oleh sel sampai sintesisnya diinduksi (diaktifkan) oleh substratnya sendiri atau senyawa lain yang berkaitan erat.
Fasia bergigi * (dentate gyrus) - gyrus bergerigi yang terletak di kedalaman sulkus hippocampal dan berubah menjadi gyrus pita.
Pada tikus yang bebas Dox, ekspresi lingkungan meningkat eYFP (mis., EYFP +) di dorsal dan ventral dentate fascia, berbeda dengan kelompok kontrol subjek dengan Dox (
1G ,
1H ,
1J, dan
1K ).
Pada hari kedua, tikus menunjukkan peningkatan yang signifikan dalam jumlah sel eYFP + dan c-Fos + tepatnya di bagian punggung dan bukan di bagian perut (
1C -
1F ,
1I, dan
1L ). Ini menegaskan pentingnya domain dorsal hippocampal dalam pengakuan lingkungan.
Selanjutnya, para ilmuwan memutuskan untuk memeriksa aktivitas sel-sel dentate gyrus selama pembentukan rasa takut dan selama reproduksi memori yang terkait dengannya hari berikutnya.
Tikus uji, seperti pada tes sebelumnya, menerima suntikan campuran virus, kemudian mereka berhenti memberi mereka Dox. 48 jam kemudian, tikus ditempatkan di ruang, di mana 4 debit lemah dari arus listrik diberikan kepada mereka (melalui lantai ruangan) dengan interval waktu 180 detik. Setelah itu, tikus dikembalikan ke ruang netral dan kembali memberikan doksisiklin (Dox).
Keesokan harinya, tikus-tikus ini sekali lagi ditempatkan di ruang kejutan (pembuangan tidak lagi digunakan) untuk mereproduksi rasa takut mereka (
2A dan
2B ).
Gambar No. 2Data otak dikumpulkan setelah 90 menit tinggal tikus di dalam ruangan, setelah itu para ilmuwan dapat memperkirakan jumlah sel eYFP dan c-Fos di girus dentate girus dorsal dan ventral.
Seperti yang diharapkan, di kedua bagian hippocampus (dorsal dan ventral), reaktivasi sel (
2C -
2E ) meningkat secara signifikan. Ini disebabkan oleh fakta bahwa kedua situs ini berperan dalam pembentukan ingatan yang terkait dengan emosi tertentu.
Hasil antara adalah sebagai berikut: sel-sel dentate gyrus di daerah punggung diaktifkan kembali setelah tikus berada di lingkungan yang netral dan penuh tekanan; tetapi sel-sel dari daerah ventral diaktifkan kembali hanya setelah stres.
Pada tahap selanjutnya dari penelitian ini, para ilmuwan mengatur diri mereka sendiri untuk mencari tahu apakah aktivasi sel-sel
optogenetik yang tepat di sepanjang sumbu longitudinal dari hippocampus akan mempengaruhi perilaku yang berhubungan dengan nafsu makan dan ketakutan.
Optogenetika * - sebuah metode untuk mempelajari sel-sel saraf melalui pengenalan opsins (reseptor fotosensitif) ke dalam membran mereka, yang merespons cahaya.
Tikus eksperimental disuntikkan ke daerah punggung atau perut dengan koktail virus tergantung aktivitas yang mengekspresikan saluran rhodopsin-2 (ChR2). Setelah serat optik (
2F dan
2H ) ditanamkan di tempat injeksi.
Doksisiklin dihentikan label sel yang bertanggung jawab untuk menanggapi skenario berikut: lingkungan netral; situasi penuh tekanan (aplikasi arus listrik melalui lantai bilik) dan penempatan betina (
2G ) di bilik.
Para ilmuwan telah mengaktifkan ingatan yang berkaitan dengan ketakutan melalui bagian punggung atau perut hippocampus. Hal ini menyebabkan kematian subjek uji pria, yang merupakan respons standar tikus jika terjadi bahaya (
2I ,
2J ,
2L dan
2M ).
Pengaktifan ingatan yang terkait dengan kehadiran wanita di dalam kamar menyebabkan pria bergerak ke titik kamera di mana wanita berada. Artinya, laki-laki ingat bahwa kemarin dia berdiri di sudut kiri, misalnya, dan ketika hippocampus diaktifkan, dia pindah ke sana.
Tetapi aktivasi ingatan yang terkait dengan lingkungan netral tidak menyebabkan reaksi apa pun pada subjek eksperimental pria, yang juga sangat diharapkan (
2K dan
2N ).
Eksperimen di atas dan hasilnya dengan cara praktis mengkonfirmasi bahwa daerah punggung dan perut hippocampus terlibat dalam pembentukan rasa takut dan ingatan yang terkait dengannya. Mengelola situs-situs ini melalui pengaktifan kembali sel-sel tertentu memungkinkan subjek untuk menginduksi ekspresi perilaku ketakutan. Dengan kata lain, percobaan ini telah mengkonfirmasi kemungkinan memanipulasi ingatan dan emosi dengan mengendalikan hippocampus.
Akhirnya, para peneliti memulai percobaan yang seharusnya menjawab pertanyaan - apakah mungkin untuk membuat perubahan jangka panjang dalam perilaku yang terkait dengan ingatan melalui pengaruh eksternal.
Semua subjek eksperimental pertama kali melewati panggung dengan ruang stres (lingkungan A), setelah itu perempuan ditempatkan di dalam ruangan, diikuti oleh lingkungan netral dan stres lagi (lingkungan B).
Setelah persiapan, para ilmuwan melakukan prosedur reaktivasi sel untuk daerah punggung dan perut hippocampus tikus (sesi 10 menit, 2 kali sehari selama 5 hari). Selanjutnya 24 jam setelah reaktivasi, tes perilaku dilakukan tanpa menggunakan stimulasi cahaya (
3A ).
Gambar No. 3Prosedur stimulasi punggung pada tikus yang menjalani tahap stres (4 debit saat ini) menunjukkan penurunan yang signifikan dalam reaksi fading (
3B ). Tetapi stimulasi daerah ventral tikus, yang dipengaruhi oleh hanya satu debit, menunjukkan peningkatan reaksi memudar (
3C ).
Untuk memastikan bahwa perbedaan dalam perilaku subjek percobaan tidak terkait dengan kerja tonsil basolateral, yang memainkan peran penting dalam pengobatan rasa takut dan stres, para ilmuwan menggunakan reseptor khusus yang hanya diaktifkan pada obat DREADD. Ini memungkinkan tonsil basolateral melemah selama stimulasi hippocampal (
3D dan
3E ). Karena clozapine-N-oksida (CNO), aktivitas cFos dalam sel yang mengekspresikan hM4Di berkurang, dan sel-sel yang diteliti tetap utuh (
3F dan
3H ).
Para ilmuwan mencatat bahwa penghambatan kemogenetik sel pemrosesan-takut dari tonsil basolateral selama stimulasi regio dorsal hippocampus tidak mencegah penindasan reaksi fading (
3G ). Artinya, sel amandel basolateral memberi tahu otak bahwa sel itu harus menakutkan dan perlu membeku di tempat, tetapi stimulasi daerah punggung hippocampus membatalkan sinyal ini, kata berlebihan.
Hal yang paling menarik adalah bahwa intensifikasi reaksi memudar selama stimulasi daerah ventral terganggu karena pengenalan sel tonsil basolateral (
3H ). Sekali lagi dibesar-besarkan, yaitu, dalam kasus daerah ventral, sel-sel tonsil basolateral mampu memotong stimulasi dan mengurangi reaksi memudar. Ternyata kami mengamati reaksi yang berlawanan dalam hal stimulasi daerah punggung dan perut.
Dengan demikian, menjadi jelas bahwa pengaruh tonsil basolateral cukup signifikan, karena mekanismenya untuk mengobati rasa takut dan stres berbeda dari yang ada di hippocampus dan lebih utama.
Dengan tidak adanya CNO, subjek yang menjalani stimulasi sel hippocampal yang bertanggung jawab atas rasa takut menunjukkan reaktivasi sel di daerah punggung dan perut setelah kembali ke lingkungan netral (
3K dan
3L ). Namun, perubahan ini berada pada tingkat keacakan, yaitu sangat tidak signifikan. Selain itu, pada kelompok tikus yang hanya distimulasi oleh daerah ventral, ada peningkatan yang signifikan dalam pengobatan kebetulan dengan sel amandel basolateral dan sel aktif selama reproduksi memori yang terkait dengan rasa takut (
3K dan
3L ).
Bersama-sama, data ini mengkonfirmasi bahwa reaktivasi sel dentate gyrus secara stabil mengubah aktivitas saraf baik dalam sel dentate gyrus yang diteliti dan dalam tonsil basolateral. Dan ini menunjukkan bahwa memprogram ulang sel-sel yang memproses memori cukup nyata.
Untuk seorang kenalan yang lebih mendetail dengan nuansa penelitian, saya sarankan Anda membaca
laporan para ilmuwan .
Epilog
Studi ini tidak hanya dalam praktiknya mengkonfirmasi fakta bahwa berbagai bagian hippocampus bertanggung jawab atas proses yang berbeda, meskipun terkait, tetapi juga menunjukkan peluang nyata untuk memengaruhi proses pemrosesan ingatan dari luar.
Seperti yang saya katakan sebelumnya, setiap orang memiliki sesuatu yang dengan senang hati akan kami lupakan. Ingatan yang menyakitkan dapat memengaruhi masa kini dan masa depan seseorang, tergantung pada tingkat kesakitannya, begitulah. Tentu saja, dalam kasus manipulasi ingatan, pertanyaan moral dan etika dapat muncul: haruskah seseorang melupakan sesuatu; dan jika seseorang menggunakan teknik serupa untuk menghindari tanggung jawab; dan jika seseorang menerapkan amnesia yang dapat diprogram ini kepada seseorang tanpa persetujuannya, dll.
Dengan munculnya teknologi atau teknik baru yang mengganggu proses yang sebelumnya tidak dapat diakses oleh manipulasi, selalu ada banyak kontroversi. Akan selalu ada lawan dan pendukung. Namun, jika cara yang benar adalah membatasi penggunaan teknologi yang di tangan yang buruk dapat merugikan, maka masalah dapat dihindari.
Masih terlalu dini untuk menilai teknologi, karena masih pada tahap awal. Para ilmuwan sendiri tidak bermaksud untuk berhenti di situ dan akan melanjutkan penelitian mereka. Menurut mereka, teknologi ini akan memungkinkan Anda untuk mengatasi banyak gangguan mental yang terkait dengan pengalaman yang sangat menyakitkan, yang banyak orang senang lupa.
Terima kasih atas perhatian Anda, tetap ingin tahu dan selamat bekerja, kawan.
Terima kasih telah tinggal bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikannya kepada teman-teman Anda,
diskon 30% untuk pengguna Habr pada analog unik dari server entry-level yang kami temukan untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps dari $ 20 atau bagaimana membagi server? (opsi tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps hingga musim panas gratis ketika membayar untuk jangka waktu enam bulan, Anda dapat memesan di
sini .
Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya kami yang memiliki
2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 199 di Belanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai dari $ 99! Baca tentang
Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?