Manipulace s pamětí

Pro psychologa Alaina Bruneta je případ stále ohromující. Když Patrick Moreau poprvé přišel do své kanceláře trpící posttraumatickou stresovou poruchou (PTSD), kanadský voják, který sloužil jako mírová jednotka OSN v Bosně, stěží snesl vyprávění podrobností o dni, kdy byl v roce 1993 zajat jako rukojmí. Vzpomínka na to, jak klečel na zemi s rukama na hlavě, nohy se mu třásly, na obloze strohá řada stromů – vzbudila ochromující strach, který byl stejně svěží jako před 15 lety. Letmý pohled na konkrétní stromořadí čelním sklem stačil k tomu, aby se vzpomínka vrátila zpět a vyvolala tak prudké otřesy, že by musel sjet ze silnice.

Ale šest měsíců po účasti na Brunetově klinické studii Moreau již nesplňuje diagnostická kritéria pro PTSD. Stále zažívá nějaké flashbacky, ale ty jsou méně časté a méně intenzivní. Nyní může mluvit klidně a otevřeně o tom, co se stalo. A jediné, co udělal, bylo vzít si lék na krevní tlak poté, co sepsal podrobnosti o traumatickém zážitku.

Tento příběh byl součástí našeho vydání z května 2009

• Viz zbytek čísla
• předplatit

Vypadalo to jako sci-fi, říká Brunet, klinický psycholog z McGill University a Douglasova institutu v Montrealu. Pokud je někdo traumatizován, požádáte ho, aby si vzpomněl na vzpomínku, dáte mu pilulku a [emocionální] síla vzpomínky se oslabí. Podrobnosti traumatu zůstávají nedotčeny, ale zdá se, že emocionální složka paměti se vytrácí. I když jsou k posouzení potenciálních přínosů léčby zapotřebí větší studie, předběžná zjištění jsou slibná. Brunet úspěšně léčil PTSD nejen u vojáků jako Moreau, ale také u těch, kteří přežili znásilnění a autonehody. Jsou věcné, říká. Když se jich zeptáme, zda přemýšleli o traumatu, zvednou ramena a řeknou: ‚Eh, já na to tak moc nemyslím.‘ Jako by to už nebyl problém.

Brunetova potenciálně transformativní léčba je částečně založena na překvapivém experimentálním pozorování: jednoduchý akt vyvolání paměti ji činí zranitelnou vůči změnám. Správný lék podaný ve správný čas může způsobit, že jeho části úplně zmizí. Pokud jsou do určitých částí mozku dodávány různé léky, laboratorní zvířata budou prozkoumávat klece, kterých se báli, pít tekutiny spojené s určitou nemocí a ignorovat pohledy a zvuky, které je dříve vedly k očekávání kokainu nebo jiných požitků. drogy. I lidé mohou být oklamáni, aby zakódovali své vzpomínky specifickým způsobem. Pokud se například lidé naučí seznam slov brzy poté, co si vybaví dříve naučený seznam, mají tendenci zapomenout starý seznam nebo tato slova začlenit do nového. Paměť starého seznamu zůstane nedotčena, pokud si to lidé nepřipomenou těsně předtím, než se naučí nový. A vždy je to starý seznam, který se začlení do nového, ne naopak.

Brunet a další věří, že tento jev má co do činění s procesem zvaným rekonsolidace paměti. Myšlenka je taková, že poté, co někdo vyvolá vzpomínku, musí být znovu uložena v mozku. Během tohoto procesu je paměť v proměnlivém stavu. Koncept opětovné konsolidace je mezi neurovědci stále kontroverzní. Ale pokud je teorie správná a pokud vědci dokážou zjistit, co se děje s mozkovými buňkami a spojení mezi nimi, když se vybaví paměť, mohlo by to pomoci odpovědět na jednu z největších otázek v neurovědě: jak jsou vzpomínky fyzicky ukládány a aktualizovány v mozek. Mohlo by to také vysvětlit tvárnou povahu paměti. Dává nám to nové vnímání složky paměti, které jsme dříve nerozuměli – jak může vzniknout nedokonalost vybavování, říká Eric Kandel, neurovědec z Kolumbijské univerzity a nositel Nobelovy ceny za medicínu z roku 2000.

Brunet je jedním z mála lidí, kteří studují rekonsolidaci u lidí. Ve svých studiích podává lék zvaný propranolol, který se již používá k léčbě vysokého krevního tlaku. Snižuje krevní tlak tím, že blokuje působení adrenalinu, stresového hormonu, v periferním nervovém systému. Ale také blokuje hormon v amygdale, části mozku, která hraje zásadní roli při ukládání emočních složek paměti. Pokud Brunet prokáže, že tato léčba může oslabit sevření bolestivých vzpomínek, nenašel jen alternativu k behaviorální terapii a existujícím lékům na léčbu PTSD, z nichž žádná nefunguje pro každého. Prokázal také, že pomocí léčby drogami může být možné zásadně a přesně změnit vzpomínky za hranice laboratoře. Důsledky jsou obrovské. Brunetův obecný přístup k porozumění paměti by mohl být použit k léčbě různých úzkostných poruch a závislostí.

Okno zranitelnosti
Na nejjednodušší úrovni se má za to, že paměť je uložena v mozku prostřednictvím specifického, dobře propojeného okruhu nervových buněk spojených spojeními nazývanými synapse. Nové vzpomínky se tvoří, když se tvoří synapse nebo existující synapse sílí, jak mozek zpracovává události.

Jedním z principů moderní neurovědy je, že trvá nějakou dobu, než se tyto vzpomínky stanou trvalými – proces nazývaný konsolidace. V 60. letech 20. století vědci podrobili krysy různým léčbám, které blokují normální mozkovou signalizaci (například elektrokonvulzivní léčba nebo ECS narušuje elektrické signály vyvoláním záchvatů). Výsledky ukázaly, že velmi nové vzpomínky lze snadno uchovávat mimo trvalé úložiště. Ale pokud byly rušivé léčby aplikovány den nebo tak po vytvoření nové paměti, neměly žádný účinek. Jakmile se určitá paměť stane odolnou vůči rušení, je považována za konsolidovanou.

První náznak, že by dlouhodobé paměti mohly být tvárné, přišel také v 60. letech, právě když se prosazovala myšlenka konsolidace. Prostřednictvím experimentů podobných těm, které definovaly časové okno pro konsolidaci, vědci zjistili, že ECS může u zvířat narušit i starou vzpomínku, pokud si to zvíře nejprve připomene. Pro začátek by vědci přiměli krysy, aby se bály konkrétního zvuku, tím, že jim pokaždé, když ho uslyší, udělají mírně bolestivý šok. Zvířata nakonec ztuhla zděšením, když slyšela ten zvuk: bolestivá vzpomínka byla konsolidovaná. Ale když byla krysám podána léčba ECS těsně poté, co byla paměť spuštěna přehráváním zvuku, děsivé spojení mezi zvukem a šokem bylo navždy ztraceno. Protože toto poněkud matoucí zjištění bylo v rozporu s převládající teorií, že konsolidované vzpomínky jsou trvalé, bylo sledováno jen krátce a poté na dalších 25 let z velké části zapomenuto.

Během několika příštích desetiletí vědci přišli s přesnějšími způsoby, jak studovat molekulární základy paměti a konsolidace. V roce 1999 například výzkumníci z laboratoře neurovědce Josepha LeDouxe na New York University zjistili, že injekční aplikace léku, který blokuje syntézu bílkovin přímo do části mozku, narušila konsolidaci nových vzpomínek. Vědci navrhli, že když nejsou produkovány správné proteiny, nervové buňky nemohou vytvářet spojení, která jsou základem tvorby paměti na buněčné úrovni.

V roce 2000 publikoval Karim Nader, tehdejší postdoktorandský výzkumný pracovník v laboratoři LeDoux (nyní je docentem na McGill), dokument ukazující důkazy, že stejná léčba drogami by mohla také vymazat dlouhodobé vzpomínky, které byly nedávno připomenuty – zásadní novinka. zpochybnit převládající názory na konsolidaci. Nader, který byl ve výzkumu paměti nováčkem, ale měl přístup k neurovědě nedostupné v 60. letech, nastínil specifickou teorii vysvětlující toto pozorování. Navrhl, že vybavování paměti ve skutečnosti způsobuje oslabení nebo dokonce rozpad synapsí kódujících tuto paměť. Molekulární struktura paměti – série synapsí, ve kterých je uložena – je poté přeformována nebo znovu konsolidována, aby byla opět stabilní.

Když Nader v roce 2001 prezentoval svou práci v přeplněném přednáškovém sále na výročním zasedání Společnosti pro neurovědy, což je přední akademické setkání v oboru, čelil naprosté nedůvěře ze strany některých vůdců v oboru. Upoutalo to pozornost spousty dalších neurovědců, protože někteří zastávali názor, že jakmile byla konsolidace dokončena, nelze ji odstranit, říká David Riccio, experimentální psycholog z Kent State University v Ohiu, jehož vlastní výzkum v 70. zpochybnila konsolidační model.

Dává smysl, že mozek, aby mohl přijímat a ukládat nové informace, by musel mít určitou flexibilitu ve způsobu, jakým ukládá staré vzpomínky. Ale opravdu to znamená, že když se vybaví stará vzpomínka, mozek musí rozebrat synaptickou strukturu, která je základem paměti, a pak ji znovu vytvořit? Rekonsolidace mi připadá jako žalostně neefektivní způsob, jak zajistit, aby paměť fungovala, říká Ralph Miller, behaviorální neurolog ze State University of New York v Binghamtonu, který se také podílel na debatě o konsolidaci v 60. letech. Můj nejlepší odhad je, že pokaždé, když si vybavíme nějakou vzpomínku, položíme si nové verze. V tomto modelu by stávající vzpomínky zůstaly nedotčené, ale byly by integrovány s novými nebo jimi nahrazeny – což znamená, že staré vzpomínky by stále existovaly v mozku, ale byly by méně dostupné než ty nové.

Navzdory těmto pochybnostem se důkazy pro teorii rekonsolidace hromadí. Jeden experiment například zjistil, že blokování molekul podílejících se na degradaci proteinů, které jsou nezbytné k rozpadu synapsí, způsobuje, že zvířata zapomínají vzpomínku poté, co byla vyvolána. Zjištění naznačuje, že opětovné sloučení – ke kterému by nemohlo dojít bez počátečního zhroucení – je jediným způsobem, jak vysvětlit, proč takové vzpomínky normálně nezmizí.

Novější experiment, publikovaný koncem minulého roku, se začíná dostávat k účelu opětovné konsolidace: může pomoci aktualizovat vzpomínky a integrovat je s informacemi o souvisejících novějších zkušenostech. Jonathan Lee, neurovědec z University of Birmingham ve Spojeném království, vycvičil krysy, aby se bály určité komory tím, že je šokoval krátce poté, co do ní vstoupily. Více školení posílilo sdružení; evokující vzpomínku způsobila, že tyto krysy zmrazily na delší dobu než krysy trénované přes jeden den. Pak Lee zablokoval protein potřebný pro konsolidaci nových vzpomínek; ve druhé sadě zvířat místo toho zablokoval gen, který je kritický pro rekonsolidaci. Zjistil, že blokování konsolidace nezasahuje do posílení paměti, zatímco blokování opětovné konsolidace ano. To naznačuje, že při posilování vzpomínek je důležitá opětovná konsolidace, nikoli konsolidace, což je jeden ze způsobů, jak je aktualizovat. Zdá se, že když se něco naučíte podruhé, použije se mechanismus opětovného sloučení, říká Lee. Učení se posílí návratem do výchozí paměti.

Leeova práce naznačuje, že nové verze paměti nejsou při aktualizaci paměti položeny na přežívající starou verzi, jak naznačuje Millerovo alternativní vysvětlení. Spíše může být pro proces aktualizace klíčová nestabilita vyvolané paměti. Náš předpoklad je, že když aktivujete paměť, nastavíte ji tak, aby byla aktualizována, říká Lynn Nadel, neurovědkyně z University of Arizona. Děláte [paměť] křehkou, takže je otevřená změnám.

Stále však zůstává mnoho otázek ohledně opětovné konsolidace. Několik experimentů ukázalo, že za určitých okolností se vymazané vzpomínky mohou vrátit, což naznačuje, že původní paměť nebyla skutečně vymazána. Mezitím se zdá, že jak stáří paměti, tak její počáteční síla někdy ovlivňují, jak je tvárná: například starší vzpomínky mohou být odolnější vůči změnám, i když tomu tak vždy není. Někteří vědci vidí tato omezení jako důkaz, že Naderova teorie opětovného sloučení dostatečně nevysvětluje zapomínání vyvolané vzpomínkami. Může se však stát, že k opětovné konsolidaci dochází pouze za určitých podmínek nebo se specifickými typy paměti, zatímco v jiných situacích se k aktualizaci paměti používají jiné mechanismy. Ještě nerozumíme tomu, které typy paměti jsou náchylné ke změnám a za jakých okolností, říká Jerry Rudy, neurolog z University of Colorado v Boulderu, autor knihy Neurobiology of Learning and Memory. Jiní vědci nyní zkoumají, zda je opětovné sloučení poměrně omezeným jevem, nebo je to zásadní pro paměť, jak si ji představujeme.

I když se hromadí důkazy o opětovné konsolidaci, představa, že nervová spojení, která jsou základem našich vzpomínek, se běžně ruší, má určité znepokojivé důsledky. Mezi nejvýznamnější patří, že naše vzpomínky jsou náchylné k neúmyslným změnám. Pokud by se mozek dostal do potíží s ukládáním paměti, proč by pak měl mechanismus, díky kterému je tak snadné ji vymazat? Nedává smysl, aby se vzácná vzpomínka z dětství stala zranitelnou vůči vymazání, říká Larry Squire, neurolog z Kalifornské univerzity v San Diegu. Tato zranitelnost má však také pozitivní důsledky: potenciál oslabit špatné vzpomínky.

Bolestná minulost
Brunetova kancelář v Douglasově institutu v Montrealu, její jasně oranžové stěny zdobené malbami a zelení, vyzařují veselost v ostrém kontrastu s ponurou povahou jeho výzkumu. Svou kariéru se rozhodl zaměřit na PTSD ještě jako vysokoškolský student na konci 80. let na L’Ecole Polytechnique v Montrealu poté, co tam střelec vstoupil do inženýrské třídy a zabil 14 žen při střelbě.

Nové způsoby léčby PTSD jsou velmi potřebné. Nedávná studie ukázala, že asi 15 procent amerických bojových jednotek vracejících se z válek v Iráku a Afghánistánu vykazuje známky nepořádku. A i když existují některé účinné léčby, spotřebují spoustu času a zdrojů a nefungují pro každého.

Vyvinout lepší terapie je samozřejmě jednodušší, pokud víme, co problém způsobuje. Jedna hypotéza tvrdí, že PTSD pramení z příliš silné paměti, vpálené do mozku hormony uvolňovanými v době stresu. Tyto hormony, které se množí jako součást reakce těla bojuj nebo uteč, aktivují buňky v části mozku zodpovědné za emoční složku paměti. V evolučním kontextu dává posílení ukládání děsivých vzpomínek smysl: čím živěji si děsivé situace pamatujete, tím je pravděpodobnější, že se od nich v budoucnu budete držet dál. Ale u PTSD se zdá, že se tento proces pokazil a produkoval patologicky silné vzpomínky, které jsou spouštěny nejmenší připomínkou. Vědci dosáhli určitého úspěchu v prevenci vzniku těchto supervzpomínek tlumením stresové reakce brzy po traumatu: Brunet a jeho kolega Roger Pitman, psychiatr z Harvard Medical School, oba prokázali, že pacientům byl na pohotovosti podáván propranolol blokující epinefrin. je méně pravděpodobné, že se u nich rozvine PTSD. Myšlenka byla, že pokud dokážete snížit uvolňování stresových hormonů po traumatu, můžete ovlivnit význačnost této paměti v budoucnu, říká Brunet.

Tato preventivní strategie by mohla dobře fungovat ve vojenském kontextu, kde by drogu mohl dostat každý, kdo se účastní konkrétní bojové akce, ale není ideální pro civilisty. Časové okno pro léčbu je omezené a ne každý, kdo zažije trauma, spěchá na pohotovost. Dokonce i léčba lidí čtyři až šest hodin po traumatu může být příliš pozdě, říká Pitman. Pokud jim léčba nemůže pomoci, rozhodně nemůže pomoci lidem, kteří již PTSD mají.

V roce 2004 měl Pitman – poté, co se dozvěděl o Naderově práci – další nápad: použít propranolol, aby se pokusil napodobit výzkum na zvířatech o opětovné konsolidaci, z nichž většina se zaměřila na vzpomínky na strach. Výzkumníci studující rekonsolidaci již dříve navrhli, že zablokování opětovné konsolidace traumatických vzpomínek u lidí by mohlo pomoci, aby tyto vzpomínky byly méně znepokojující. Ukázalo se, že propranolol působí na tu část mozku, která je ústřední pro emocionální složku paměti – stejnou oblast, na kterou se zaměřuje Naderův výzkum hlodavců. (Skutečné složky paměti jsou uloženy v jiné části mozku.) Reaktivací pamětí pacientů, navrhl Pitman, bychom mohli znovu otevřít okno příležitosti a získat druhou šanci k léčbě PTSD.

Teorie konsolidace: Vzpomínky jsou zakódovány na buněčné úrovni jako komplexní soubor spojení mezi neurony. Když se zvíře například naučí, že určitý zvuk signalizuje odměnu za potravu, vytvoří se nová nervová spojení, která upevní paměť. I stabilní paměti však mohou být za určitých okolností náchylné k vymazání. Teorie rekonsolidace se pokouší vysvětlit proč.

Pilotní studie léčby zjistila, že se zdá, že propranolol uklidňuje úzkost vyvolanou traumatickými vzpomínkami pacientů, dlouho poté, co samotný lék zmizel z těla. Ve studii si pacienti zapsali své vzpomínky na trauma a poté užili jednu dávku propranololu nebo placebo. Ti, kteří drogu dostali, byli mnohem klidnější – měřeno srdeční frekvencí a kožní vodivostí –, když o týden později četli scénář svých příběhů.

Větší studie asi 60 lidí je nyní téměř hotová. Předběžná zjištění ukazují 40 až 50 procent zlepšení symptomů, které si sami hlásili u těch, kteří drogu užívali. Na konci studie téměř dvě třetiny pacientů v jedné ze skupin užívajících propranolol již nesplňovaly kritéria pro PTSD. Totéž platilo pro méně než 10 procent kontrolních pacientů.

Brunet vytáhne na obrazovce svého počítače graf, jehož čára se sklonem dolů odráží pokračující pokles příznaků PTSD u příjemců propranololu během pěti týdnů studie. Vidíme přinejmenším stejně dobré, ne-li lepší výsledky, než lidé dosáhnou s léčbou expozice – a za mnohem kratší dobu, říká. (Při expoziční léčbě, jednom z nejběžnějších typů behaviorální terapie pro PTSD, si pacienti opakovaně vybavují detaily svého traumatu s terapeutem v bezpečném prostředí a nakonec se naučí oddělit extrémní strach od detailů události.) A pacienti se dařilo dobře i čtyři měsíce po léčbě, i když relaps je v terapii PTSD poměrně častý.

Přestože jsou výsledky předběžné (léčbu je stále nutné testovat ve správné dvojitě zaslepené studii, ve které ani pacienti, ani lékaři nevědí, kdo dostává lék a nikoli placebo), práce vzbudila velký zájem. Americké ministerstvo obrany udělilo Brunetovi, Pitmanovi a Naderovi grant ve výši 7 milionů dolarů na čtyři roky na identifikaci dalších existujících léků, které mohou účinněji než propranolol cílit na rekonsolidaci. Studie se zaměří na léky, které jsou již na trhu, což znamená, že jsou již považovány za bezpečné a lze je testovat u pacientů s PTSD bez dalšího testování na zvířatech. Pitman a jeho kolegové v současné době testují opioidy, jako je morfin, na hlodavcích. Jeho skupina také zaznamenala předběžný úspěch u hlodavců s RU-486, potratovou pilulkou; kromě ovlivnění progesteronu, hormonu podílejícího se na těhotenství, lék blokuje působení chemických látek zvaných glukokortikoidy, které se nacházejí v amygdale a hrají roli v emocionálním aspektu vzpomínek.

Brunet, když listuje tlustou hromadou žádostí o granty na svém stole, říká, že si myslí, že cílená rekonsolidace zmírní řadu problémů mimo PTSD. Možná jsme objevili nový způsob léčby duševních poruch, říká. Existuje několik poruch, které mají ve svém jádru problém s emocionálními vzpomínkami. Konkrétně říká, že mnoho typů závislostí, přestože je fyziologických, zahrnuje také psychologickou složku.

Zatímco úloha paměti nemusí být zřejmým hlediskem při léčbě zneužívání drog, pohledy, zvuky a pachy, které závislým připomínají jejich zvyk, jsou silným spouštěčem recidivy. Studie zobrazování mozku ukazují, že pokud se narkomanovi ukáže spoušť, jako je jehla, část mozku spojená s užíváním drog okamžitě vzplane. Psychiatři zkoušeli expoziční terapii, aby zbavili narkomany těchto dotěrných vzpomínek, s malým úspěchem. Studie však ukazují, že blokování opětovné konsolidace vzpomínek souvisejících s drogami funguje u zvířat pozoruhodně dobře. Ve skutečnosti, říká Barry Everitt, neurolog z University of Cambridge v Anglii, je to jediná věc, která funguje dobře.

Pravá identita
Zmírnit bolest z obtížných vzpomínek zní jako splněný sen, možná i pro lidi, kteří netrpí úzkostnými poruchami. Myšlenka ale také vyvolává obavy. Takové vzpomínky jsou přece nedílnou součástí člověka: děsivé, smutné, možná život měnící okamžiky tvoří důležité kapitoly v příbězích našich životů. Možná bychom nebyli stejní, kdyby vzpomínka na tyto události nebyla o nic emotivnější než vzpomínka na výlet do obchodu s potravinami.

Brunet však poukazuje na to, že se snaží přivést vzpomínky pacientů s posttraumatickou stresovou poruchou do normálního emocionálního rozsahu, nikoli zcela otupit jejich sílu. Měsíce po rozchodu, kdy bolest začíná mizet, máte pocit, že jste něco ztratili? ptá se. Samozřejmě že ne. To je osud normální emocionální paměti. Na druhé straně u PTSD je paměť tak bolestivá a ochromující, jako by se události staly včera, což ztěžuje normální život. Nemyslí si, že použití propranololu k tomu, aby byly tyto vzpomínky snesitelné, by vytvořilo jedinečný potenciál pro zneužívání jako způsob, jak otupit lítost, strach a rozpaky každodenního života; lidé již k takovým účelům užívají alkohol a jiné drogy.

Etické obavy mohou částečně pramenit z nedorozumění ohledně úrovně kontroly, kterou mají vědci nad pamětí. Výzkumníci mohou manipulovat se vzpomínkami pouze velmi jemnými způsoby. Není možné vymazat síť vzájemně propojených vzpomínek nebo naprogramovat lidem podstatné nové vzpomínky. (Výzkum falešných vzpomínek a svědectví očitých svědků naznačují, že vzpomínku lze nenápadně ovlivnit: někdo, kdo byl například svědkem dopravní nehody, může odhadnout různé rychlosti vozu v závislosti na tom, zda se ho zeptají, jak rychle ho viděl narazit nebo do něj narazit. strom. Tyto změny jsou však menšími úpravami stávajících vzpomínek.)

Je ještě příliš brzy předpovídat konečný dopad, který budou mít léky a další léčby zaměřené na rekonsolidaci na lidskou paměť. Síla blokovat rekonsolidaci však prozatím dává vědcům nový nástroj k prozkoumání úložného systému mozku. Dalším Naderovým krokem je použít svůj výzkum na opětovné konsolidaci ke studiu toho, jak mozek ukládá vzpomínky. Pokud se krysy naučí dvě různé asociace – řekněme spárování světla s výbojem a zvuku s výbojem –, ovlivní zablokování opětovného upevnění jedné vzpomínky tu druhou? Experimenty, jako je tento, začnou vrhat světlo na to, zda jsou vzpomínky ukládány podle toho, kdy byly vytvořeny, podle kontextu, ve kterém byly vytvořeny, nebo podle jiných proměnných. Odpovědi na takové otázky by měly kousek po kousku pomoci odhalit jednu z nejlákavějších záhad mysli.

Emily Singer je Recenze technologie hlavní redaktor pro biomedicínu.

skrýt