„Jako by z jeho mozku do těla přeběhl chvění“: Neurovědci, kteří se naučili ovládat vzpomínky u hlodavců
Můžeme změnit špatné vzpomínky? V tomto upraveném úryvku z „How to Change a Memory“ (Princeton University Press, 2025), autor a neurolog Steve Ramirez líčí události, které jej a jeho kolegy vedly k objevu vzpomínek, které lze uměle ovládat u hlodavců poklepáním přímo do mozku.
Naše biologie nás často nutí být uprostřed nejistoty připraveni na vícenásobné výsledky. Je zdravé starat se o tyto četné výsledky, protože nás to povzbuzuje, abychom si dali práci, abychom se adekvátně připravili na danou stresující událost. A přesto se někdy váhy stresu nakloní do takového extrému, že se začnou objevovat patologie mozku.
Obrovské rozdíly v tom, jak každý jedinec dospěje do stavu úzkosti, například zdůrazňuje, že náš mozek obsahuje mnoho klikatých cest, které se nakonec mohou sblížit se stejným pocitem. Všichni máme v životě své spouštěče, ale to, jaké jsou, závisí na zkušenostech – na paměti. Když tyto rozdíly zhorší naši náladu, myšlení, chování a celkové každodenní fungování, pak se zařadí do kategorie. A co víc, pokud pozorovaná poškození sdílejí podobné rysy, pak tato kategorie sama spadá do širší klasifikace – do kategorie duševní poruchy.
Když jsem nastupoval do posledního ročníku na postgraduální škole, právě jsem začínal chápat, jak všudypřítomný může být pocit úzkosti. Stejně jako se mé vlastní stresory v životě začaly hromadit – dokončování diplomové práce, psaní grantů a žádostí o zaměstnání, pokračování ve zdánlivě nekonečném hledání účelu jako vědec a člověk – i moje máma měla náhlé oživení úzkostných chvil, které nakonec vyvrcholily častými záchvaty paniky. Jakmile jsem se dozvěděl o její celoživotní zkušenosti s nevyzpytatelnou věcí, kterou pro ni byla úzkost, začal jsem oceňovat povahu těchto pocitů znovu, znovu, znovu a znovu. Nemohl jsem přestat myslet na její záchvaty paniky a na to, jak frustrující bylo, že jsem nemohl stisknout „vypnuto“ v některých z nejvíce oslabujících momentů, které člověk může vydržet.
Můj poslední projekt na postgraduální škole by se pokusil uměle aktivovat pozitivní vzpomínky k potlačení symptomů spojených s úzkostí a depresí. Bylo by to moje nejosobnější vědecké úsilí, velmi přímý způsob, jak se připojit k boji po boku mé matky a poděkovat jí za to, že je mým superhrdinou. Pokud by můj výzkum mohl nějakým způsobem inspirovat nové terapeutické strategie, které by mohly být užitečné pro zmírnění těchto druhů vysilujících stavů, pak by moje práce získala ještě hlubší, osobně smysluplnější účel.
Můj laboratorní partner Xu Liu a já jsme chtěli k našemu nejnovějšímu projektu zaujmout přístup zaměřený na mozek. Mohla by být samotná paměť uměle řízena u hlodavců poklepáním přímo do mozku, aby se v terapeutickém názvu obnovila neuronální a behaviorální rovnováha?
Naštěstí měl náš projekt vědecký precedens u lidí – v an vlivný papír psychologem Barbara Fredricksonová a kolegové nazvali „Uvolňující účinek pozitivních emocí“. Tato studie zdůraznila schopnost pozitivních emocí zrušit fyziologické účinky, které mají negativní emoce na mozek a tělo.
Hypotéza zrušení navrhuje, že pozitivní emoce mohou být použity pro více než jen dobrý pocit. Mohou nám pomoci ráno vstát z postele; usilovat o štěstí; změnit způsob, jakým o sobě a druhých přemýšlíme a jak s nimi jednáme; a působit proti negativním emocím nebo je alespoň regulovat. Když byly lidské subjekty ve stresu a poté sledovaly filmové klipy, které vyvolávaly spokojenost a zábavu, jejich těla se prospěšným způsobem vzpamatovala: jejich stresem vyvolané zvýšení kardiovaskulární aktivity se například vrátilo na výchozí hodnotu rychleji, než když sledovali neutrální nebo smutné filmové klipy. Je vzrušující, že to odhaluje velmi reálné fyzické spojení mezi pocity pozitivity a jejich přímými účinky na naši biologii.
Xu a já jsme chtěli tuto práci dále rozvíjet testováním potenciální terapeutické kapacity pozitivních vzpomínek tím, že nastartujeme jejich biologii zevnitř mozek. Naše zvířata jsme umístili do krabice, která měla dva malé ventily na samostatných koncích: jeden dodával cukrovou vodu, když ji zvířata olizovala, a druhý, který dodával běžnou vodu. Toto je známé jako test preference sacharózy. Hlodavci obvykle dávají přednost sladké vodě před běžnou vodou, stejně jako lidé obvykle považují sladké tekutiny za vhodnější než nevýrazné tekutiny. Na druhé straně hlodavci s chováním souvisejícím s depresí a úzkostí mají tendenci vykazovat preferenci 50:50. Nevykazují vůbec žádnou preferenci.
Jak se očekávalo, zvířata vykazující chování související s úzkostí a depresí olizovala každý z ventilů náhodně v průběhu 15 minut. Jako s Projekt X — náš první úspěšný pokus na MIT uměle ovládat vzpomínky v mozku hlodavců — stačilo stisknout tlačítko, které zapnulo naše lasery a optogeneticky probudilo vzpomínku zevnitř.
Klikněte.
Tmavě modrý laser zablikal celým hipokampem myši a probudil se – aktivoval — buňky, které si udržely pozitivní paměť. Pamatuji si, jak jsem si myslel, že naše optogenetická stimulace byla luxusní, technologicky vyspělá proustovská madeleine, schopná vyvolat bohaté vzpomínání na věci minulé. Pokud vás pobaví moje romantizace okamžiku: myš se okamžitě vzchopila, jako by se z jejího mozku do těla zachvěla, a začala skenovat prostředí, aby se rozhodla, který ventil navštívit jako první.
Stala se mimořádná věc. Představuji si, že myš cítila, jak paměť napadá všechny její smysly, podivně oddělená a bez náznaku původu, protože podstatou těchto pocitů bylo v myš stejně jako ona byl myš. A jakmile se pozitivní vzpomínka během několika sekund plně odhalila, nyní motivovaná myš prohlédla každý ventil trochu přičichnutím a následovala chuťová zkouška.
Klíč ke zvrácení abnormálního chování byl po celou dobu zakotven v jejich pozitivních vzpomínkách.
Když myš našla ventil s cukrovou vodou, začala se energicky olizovat, a to natolik, že spotřebovala tolik cukrové vody jako naše kontrolní zvířata. Za méně než hodinu jsme Xu a já viděli, že reaktivace pozitivních vzpomínek obnovila chování našich myší na zdravou základní úroveň. Stejně tak vzrušující, reaktivující pozitivní vzpomínky také zapnuly mnoho oblastí mozku zapojených do odměňování zážitků a motivace.
Klíč ke zvrácení abnormálního chování byl po celou dobu zakotven v jejich pozitivních vzpomínkách. Dokud laser v jejich mozcích vyzařoval safírovou záři, byly myši motivovány pokračovat v konzumaci odměny z cukrové vody. To vše ze stimulace buněk v hipokampu. Nebo to říci s méně románovým vzplanutím: myši dostaly sladkou pochoutku.
V následujících týdnech jeden z mých nadaných vysokoškoláků Briana Chen shromáždila velký soubor empirických dat pro projekt a přinesla vzrušující zápletku: když uměle reaktivovala pozitivní vzpomínky dvakrát denně nebo „chronicky“ po dobu asi jednoho týdne, nejenže to trvale zlepšilo symptomy, o kterých jsme se domnívali, že souvisejí s depresí a úzkostí, ale také to podpořilo růst nových buněk v mozku. Pozitivní vzpomínky měly krátkodobé i dlouhodobé výhody, od buněk až po chování.
Inspirováno neurocentrická kritéria výzkumné domény (RDoC) k léčbě mozku, naší nadějí bylo, že biologická síla pozitivních vzpomínek – jako jsou léky – by mohla informovat kognitivně-behaviorální přístupy k léčbě poruch mozku. Tento projekt byl pro mě smysluplný na osobní úrovni: myslel jsem na záchvaty paniky mé matky a myšlenku, že možná nikdy nebude muset zažít ten druh ochromující úzkosti, která někoho obírá o klid.
Pozitivní vzpomínky jsou jedny z nejmocnějších biologických nástrojů dostupných v našem mozku. Doma jsme s mámou sdíleli jejich poklad – ten, který si obě pamatujeme, je z doby, kdy jsem byl teenager a byli jsme na návštěvě u jejích rodičů v Salvadoru.
Jednoho rána šli moji bratranci, rodiče a prarodiče dolů z kopce za domem, ve kterém vyrostla moje máma, aby se šli koupat do vesnického rybníka. Moji sestřenice mě pořád nutily, abych skočil z útesu do rybníka, a máma mi pořád říkala, že to nemusím.
Stejně jako ona jsem byl opakem hledače adrenalinu, protože, ach já nevím, možná má vrozená biologie k něčemu byla, jak se mi v mysli neustále opakovalo „prosím, nespadněte volně na Zemi“. Viděla, že se bojím, a po pár minutách k mému překvapení navrhla, abychom spolu skočili. Drželi jsme se za ruce a po špičkách jsme došli k okraji – A, z, tři — byli jsme ve vzduchu! O chvíli později jsme se vynořili z vody a smáli se rozkošně nevěřícně naší nově nabyté odvaze.
Neurověda nám říká, že tato vzpomínka má všechny složky životního dezertu, díky kterým se cítíme dobře. Z pohledu RDoC všechny mé kognitivní a valenční systémy interagují, aby produkovaly bohatství z této zkušenosti: kognitivní systém umožňuje vzpomínku na skok z útesu, což nejprve vyvolalo pocity strachu prostřednictvím negativních valenčních systémů, které jsou nyní téměř okamžitě potlačeny pocity odměny prostřednictvím pozitivních valenčních systémů.
To, co bylo kdysi okamžikem strachu, je nyní vzpomínkou na triumf s mojí mámou. Je to jediný okamžik, kdy si pamatuji, kdy jsme oba udělali doslova skok ve víře, takže si tu vzpomínku vážíme jako příklad toho, čeho mohou naše mozky společně dosáhnout. Milion malých životních okamžiků, jako jsou tyto, úhledně zabalených do milionu vzpomínek, které si uchováváme, tvoří ty dobré věci v životě.
Upraveno z „Jak změnit paměť: Jedno neurovědcovo pátrání po změně minulosti“. Copyright © 2025 Steve Ramirez. Přetištěno se svolením Princeton University Press.
