https://frosthead.com

Bagaimana Otak Kita Membuat Kenangan

Duduk di sebuah kafe pinggir jalan di Montreal pada pagi yang cerah, Karim Nader mengenang hari lapan tahun dahulu ketika dua pesawat menyelar ke menara kembar World Trade Center. Dia menyalakan rokok dan menggerakkan tangannya ke udara untuk melukis tempat kejadian.

Kandungan Terkait

  • A Postmortem Brain yang Terkenal dalam Sejarah Neurosains
  • Sel-sel otak untuk bersosial
  • Breakthrough Birdbrain

Pada masa serangan itu, Nader adalah penyelidik pasca doktoral di Universiti New York. Dia membalikkan radio sambil bersiap sedia untuk bekerja dan mendengar bantahan joki cakera pagi berubah menjadi panik kerana mereka berkaitan peristiwa-peristiwa yang berlaku di Lower Manhattan. Nader berlari ke bumbung bangunan apartmennya, di mana dia mempunyai pandangan menara kurang dari dua batu jauhnya. Dia berdiri di sana, terkejut, semasa mereka membakar dan jatuh, berfikir pada dirinya sendiri, "Tidak, lelaki. Inilah filem yang salah. "

Pada hari-hari berikutnya, Nader mengenang, dia melewati stesen kereta bawah tanah di mana dinding ditutup dengan nota dan gambar yang ditinggalkan oleh orang-orang yang mencari-cari orang yang tersayang. "Ia seperti berjalan hulu di dalam sungai kesedihan, " katanya.

Seperti berjuta-juta orang, Nader mempunyai kenangan terang dan emosional mengenai serangan 11 September 2001, dan akibatnya. Tetapi sebagai seorang pakar ingatan, dan, khususnya, mengenai kenangan ingatan, dia tahu lebih baik daripada sepenuhnya mempercayai kenangannya.

Kebanyakan orang mempunyai kenangan flashbulb di mana mereka berada dan apa yang mereka lakukan apabila sesuatu yang penting terjadi: pembunuhan Presiden John F. Kennedy, berkata, atau letupan ruang angkasa Challenger. (Sayangnya, berita yang mengejutkan kelihatannya teruk keluar daripada berita biru yang lebih kerap daripada berita yang baik.) Tetapi, sebagai jelas dan terperinci sebagai kenangan ini, ahli psikologi mendapati mereka menghairankan tidak tepat.

Nader, kini seorang ahli ilmu saraf di McGill University di Montreal, mengatakan ingatannya mengenai serangan World Trade Center telah memainkan beberapa helah kepadanya. Dia teringat melihat rakaman televisyen pada 11 September pesawat pertama yang menaiki menara utara World Trade Center. Tetapi dia terkejut apabila mengetahui bahawa rakaman itu disiarkan untuk pertama kalinya pada hari berikutnya. Ternyata dia tidak bersendirian: satu kajian pada tahun 569 pelajar kolej mendapati 73 peratus berkongsi salah faham ini.

Nader percaya dia mungkin mempunyai penjelasan untuk ingatan seperti itu. Idea-ideanya tidak konvensional dalam neurosains, dan mereka telah menyebabkan para penyelidik untuk menimbang semula beberapa anggapan mereka yang paling asas tentang bagaimana memori berfungsi. Pendek kata, Nader percaya bahawa perbuatan mengingati dapat mengubah kenangan kita.

Banyak penyelidikannya mengenai tikus, tetapi dia mengatakan prinsip-prinsip asas yang sama juga berlaku untuk memori manusia. Malah, katanya, mungkin mustahil bagi manusia atau mana-mana binatang lain untuk membawa ingatan ke ingatan tanpa mengubahnya dalam beberapa cara. Nader berpendapat bahawa beberapa jenis ingatan, seperti memori flashbulb, lebih mudah terdedah kepada perubahan daripada yang lain. Kenangan sekitar acara utama seperti 11 September mungkin sangat mudah dijangkiti, katanya, kerana kita cenderung untuk memainkan semula mereka di dalam minda dan dalam perbualan dengan orang lain-dengan setiap pengulangan berpotensi mengubahnya.

Bagi kita yang menghargai kenangan kita dan suka berfikir bahawa ia adalah rekod sejarah kita yang tepat, idea bahawa memori pada dasarnya mudah dibentuk adalah lebih daripada sedikit mengganggu. Tidak semua penyelidik percaya Nader telah membuktikan bahawa proses mengingat sendiri dapat mengubah kenangan. Tetapi jika dia betul, ia mungkin bukan perkara yang sangat buruk. Mungkin juga mungkin untuk meletakkan fenomena ini untuk kegunaan yang baik untuk mengurangkan penderitaan orang dengan gangguan tekanan pasca-traumatik, yang dilanda oleh kenangan berulang peristiwa yang mereka mahu mereka dapat meletakkan di belakang mereka.

Nader dilahirkan di Kaherah, Mesir. Keluarga Kristian Koptiknya menghadapi penganiayaan di tangan nasionalis Arab dan melarikan diri ke Kanada pada tahun 1970, ketika dia berusia 4 tahun. Ramai saudara-mara juga membuat lawatan itu, begitu banyak bahawa teman wanita Nader menggoda dia tentang "lagu beribu-ribu ciuman" di perhimpunan keluarga besar apabila orang menyambut ucapan biasa.

Beliau menghadiri kolej dan sekolah siswazah di University of Toronto, dan pada tahun 1996 bergabung dengan makmal Universiti New York Joseph LeDoux, seorang ahli ilmu saraf terkemuka yang mempelajari bagaimana emosi mempengaruhi ingatan. "Salah satu perkara yang benar-benar menggoda saya tentang sains adalah bahawa ia adalah satu sistem yang anda boleh gunakan untuk menguji idea anda sendiri tentang bagaimana keadaan berfungsi, " kata Nader. Malah idea-idea yang paling dihargai dalam bidang tertentu terbuka kepada soalan.

Para saintis telah lama mengetahui bahawa rakaman memori memerlukan penyesuaian sambungan antara neuron. Setiap tweak memori mempunyai sebahagian kecil neuron di otak (otak manusia mempunyai 100 bilion neuron dalam semua), mengubah cara mereka berkomunikasi. Neuron menghantar mesej kepada satu sama lain merentasi jurang sempit yang disebut synapses. Sinapsis seperti pelabuhan yang sibuk, lengkap dengan jentera untuk menghantar dan menerima kargo-neurotransmiter, bahan kimia khusus yang menyampaikan isyarat antara neuron. Semua jentera perkapalan dibina daripada protein, blok bangunan asas sel.

Salah seorang saintis yang telah melakukan yang paling banyak untuk menerangkan cara kerja ingatan pada skala mikroskopis ialah Eric Kandel, seorang pakar neurosains di Columbia University di New York City. Dalam lima dekad penyelidikan, Kandel telah menunjukkan bagaimana kenangan jangka pendek-yang berlangsung selama beberapa minit-melibatkan perubahan kimia yang agak cepat dan mudah kepada sinaps yang menjadikannya berfungsi dengan lebih cekap. Kandel, yang memenangi bahagian Hadiah Nobel 2000 dalam Fisiologi atau Perubatan, mendapati bahawa untuk membina memori yang berlangsung selama berjam-jam, hari atau tahun, neuron mesti mengeluarkan protein baru dan memperluaskan dok, oleh itu, untuk membuat trafik neurotransmitter berjalan lebih cekap. Kenangan jangka panjang mestilah dibina dalam sinaps otak. Kandel dan ahli-ahli saraf yang lain secara amnya menganggap bahawa apabila memori dibina, ia stabil dan tidak boleh dibatalkan dengan mudah. Atau, seperti yang mereka katakan, memori itu "disatukan."

Menurut pandangan ini, sistem memori otak berfungsi seperti pen dan buku nota. Untuk masa yang singkat sebelum mengeringkan dakwat, ada kemungkinan untuk mencium apa yang ditulis. Tetapi selepas memori disatukan, ia berubah sedikit. Pasti, kenangan dapat memudar selama bertahun-tahun seperti surat lama (atau bahkan menyerang jika penyakit Alzheimer menyerang), tetapi dalam keadaan biasa kandungan memori tetap sama, tidak kira berapa kali ia dikeluarkan dan dibaca. Nader akan mencabar idea ini.

Dalam apa yang ternyata menjadi masa yang menentukan dalam karier awalnya, Nader menghadiri ceramah yang diberikan Kandel di New York University tentang bagaimana kenangan dicatat. Nader terpaksa tertanya-tanya tentang apa yang berlaku apabila memori teringat. Bekerja dengan tikus sejak tahun 1960-an tidak menipu dengan teori penyatuan. Penyelidik telah mendapati bahawa ingatan dapat lemah jika mereka memberi haiwan suatu kejutan elektrik atau ubat yang mengganggu neurotransmitter tertentu hanya selepas mereka mendorong haiwan untuk mengingat ingatan. Ini mencadangkan bahawa kenangan terdedah kepada gangguan walaupun selepas disatukan.

Untuk memikirkannya dengan cara yang lain, kerja mencadangkan agar memfailkan memori lama untuk simpanan jangka panjang selepas ia telah ditarik balik adalah sama dengan penciptaannya buat kali pertama. Kedua-duanya membina memori baru dan menghilangkan yang lama yang mungkin melibatkan protein bangunan pada sinaps. Para penyelidik telah menamakan proses itu sebagai "reconsolidation." Tetapi yang lain, termasuk beberapa ahli memori yang terkenal, menghadapi masalah mereplikasi penemuan-penemuan ini di makmal mereka sendiri, jadi idea itu tidak diteruskan.

Nader memutuskan untuk mengkaji semula konsep tersebut dengan eksperimen. Pada musim sejuk tahun 1999, beliau mengajar empat tikus bahawa bunyi bip yang tinggi mendahului kejutan elektrik yang ringan. Itulah mudah-tikus belajar pasangan itu selepas terdedah kepada mereka sekali sahaja. Selepas itu, tikus membeku di tempat apabila mendengar nada itu. Nader kemudian menunggu 24 jam, memainkan nada untuk mengaktifkan semula memori dan menyuntik ke dalam otak tikus ubat yang menghalang neuron daripada membuat protein baru.

Sekiranya kenangan disatukan hanya satu kali, apabila ia mula dicipta, dia berpendapat, ubat itu tidak akan memberi kesan pada ingatan tikus nada atau cara ia akan bertindak balas terhadap nada pada masa akan datang. Tetapi jika kenangan harus dibina sekurang-kurangnya sebahagiannya setiap kali mereka ditarik balik ke bawah untuk mensintesis protein neuron segar-tikus yang diberi ubat itu mungkin kemudiannya bertindak balas seolah-olah mereka tidak pernah belajar takut ketakutan dan akan mengabaikannya. Jika ya, kajian itu akan bercanggah dengan konsep pemikiran biasa. Ia adalah, dia mengakui, tembakan panjang.

"Jangan buang masa anda, ini tidak akan berfungsi, " LeDoux memberitahunya.

Ianya berhasil.

Apabila Nader kemudian menguji tikus, mereka tidak membeku setelah mendengar nada: seolah-olah mereka telah melupakan semua itu. Nader, yang kelihatan sedikit syaitan di anting-antingnya dan menunjuk-nunjuk, masih menjadi curang membicarakan percubaan itu. Mata yang luas dengan keseronokan, dia menampar meja kafe. "Ini gila, kan? Saya pergi ke pejabat Joe dan berkata, 'Saya tahu ia hanya empat haiwan, tetapi ini sangat menggalakkan!' "

Selepas penemuan awal Nader, sesetengah pakar neurosains pooh menafikan kerjanya dalam artikel jurnal dan memberinya bahu sejuk di mesyuarat saintifik. Tetapi data melanda akord yang lebih harmoni dengan beberapa ahli psikologi. Lagipun, percubaan mereka telah lama mencadangkan memori dapat dengan mudah diputarbelitkan tanpa orang menyedarinya.

Dalam kajian klasik 1978 yang diketuai oleh Elizabeth Loftus, ahli psikologi kemudian di University of Washington, para penyelidik menunjukkan pelajar-pelajar kolej satu siri gambar berwarna yang menggambarkan kemalangan di mana kereta Datsun merah mengetuk pejalan kaki dalam pelayaran. Para pelajar menjawab pelbagai soalan, beberapa di antaranya sengaja mengelirukan. Sebagai contoh, walaupun gambar-gambar telah menunjukkan Datsun pada tanda berhenti, para penyelidik bertanya kepada beberapa pelajar, "Adakah kereta lain melewati Datsun merah ketika ia dihentikan pada tanda hasil?"

Kemudian para penyelidik bertanya kepada semua pelajar apa yang mereka lihat-tanda tanda atau tanda hasil? Pelajar yang telah ditanya soalan yang mengelirukan lebih cenderung untuk memberikan jawapan yang salah daripada pelajar lain.

Kepada Nader dan rakan-rakannya, eksperimen ini menyokong idea bahawa ingatan dibentuk semula dalam proses memanggilnya. "Dari perspektif kami, ini kelihatan seperti pengumpulan semula memori, " kata Oliver Hardt, penyelidik pasca doktoral di makmal Nader.

Hardt dan Nader mengatakan sesuatu yang serupa mungkin berlaku dengan kenangan flashbulb. Orang-orang cenderung mempunyai kenangan yang tepat untuk fakta asas peristiwa penting - contohnya, sebanyak empat kapal terbang telah dirampas dalam serangan 11 September - tetapi sering menyalahi butiran peribadi seperti di mana mereka berada dan apa yang mereka lakukan pada masa itu . Hardt mengatakan ini mungkin kerana ini adalah dua jenis kenangan yang dapat diaktifkan semula dalam situasi yang berbeza. Perlindungan televisyen dan media lain menguatkan fakta pusat. Tetapi mengingatkan semula pengalaman kepada orang lain mungkin membenarkan gangguan yang timbul. "Apabila anda mengulangi, memori menjadi plastik, dan apa sahaja yang hadir di sekeliling anda dalam alam sekitar boleh mengganggu kandungan asal memori, " kata Hardt. Misalnya, pada hari-hari selepas 11 September, orang mungkin berulang kali menceritakan kisah peribadi mereka sendiri - "di mana anda ketika anda mendengar berita?" - dalam perbualan dengan rakan dan keluarga, mungkin membenarkan butiran cerita orang lain untuk dicampur dengan mereka sendiri .

Sejak percubaan asal Nader, berpuluh-puluh kajian dengan tikus, cacing, anak ayam, lebah madu dan pelajar kolej telah mencadangkan bahawa walaupun kenangan lama dapat terganggu apabila ditarik balik. Matlamat Nader adalah untuk mengikat penyelidikan haiwan, dan petunjuk yang dihasilkan tentang jisim molekular sedimen, kepada pengalaman manusia sehari-hari untuk mengingat.

Sesetengah pakar berpendapat dia semakin mendahului dirinya, terutamanya apabila dia membuat hubungan antara ingatan manusia dan penemuan ini pada tikus dan haiwan lain. "Dia menyalahkannya sedikit, " kata Kandel.

Daniel Schacter, ahli psikologi di Universiti Harvard yang belajar ingatan, bersetuju dengan Nader bahawa gangguan dapat terjadi apabila orang menghidupkan kembali kenangan. Persoalannya sama ada reconsolidation - yang dia fikir Nader telah menunjukkan dengan ketat dalam eksperimen tikus - adalah sebab penyimpangan. "Bukti langsung tidak ada lagi untuk menunjukkan bahawa kedua-dua perkara itu berkaitan, " kata Schacter. "Ia adalah satu kemungkinan yang menarik bahawa orang-orang sekarang perlu menindaklanjuti."

Ujian dunia nyata mengenai teori pengumpulan semula memori Nader berlaku beberapa batu dari pejabatnya di Montreal, di Douglas Mental Health University Institute. Alain Brunet, psikolog, sedang menjalankan percubaan klinikal yang melibatkan orang yang mengalami gangguan tekanan selepas trauma (PTSD). Harapannya adalah bahawa penjaga mungkin dapat melemahkan kenangan traumatik yang menghantui pesakit pada siang hari dan menyerang impian mereka pada waktu malam.

Brunet tahu betapa kuatnya kenangan traumatik. Pada tahun 1989, ketika dia belajar untuk gelar sarjana dalam psikologi di University of Montreal, seorang lelaki yang bersenjata dengan senapang semiautomatik masuk ke bilik kampus kejuruteraan di kampus, memisahkan lelaki dari wanita dan menembak wanita. Lelaki bersenjata itu terus melakukan pembunuhan beramai-ramai di bilik darjah dan lorong lain di universiti École Polytechnique, menembak 27 orang dan menewaskan 14 wanita sebelum membunuh dirinya. Ia adalah penembakan massa paling buruk di Kanada.

Brunet, yang berada di seberang kampus pada hari itu, berkata, "ini adalah pengalaman yang sangat kuat untuk saya." Dia berkata dia terkejut untuk mengetahui betapa sedikit yang diketahui pada masa itu tentang kesan psikologi peristiwa dan bagaimana membantu orang yang hidup melalui mereka. Dia memutuskan untuk mengkaji tekanan trauma dan bagaimana untuk merawatnya.

Malah sekarang, Brunet berkata, ubat-ubatan dan psikoterapi yang konvensional digunakan untuk merawat PTSD tidak memberikan bantuan yang berkekalan untuk banyak pesakit. "Masih banyak ruang untuk penemuan rawatan yang lebih baik, " katanya.

Dalam kajian pertama Brunet, pesakit PTSD mengambil ubat yang bertujuan mengganggu pengumpulan semula kenangan yang menakutkan. Narkoba, propranolol, telah lama digunakan untuk merawat tekanan darah tinggi, dan beberapa penghibur mengambilnya untuk memerangi ketakutan peringkat. Ubat ini menghalang neurotransmitter yang dipanggil norepinephrine. Satu kesan sampingan ubat yang mungkin adalah kehilangan ingatan. (Dalam kajian yang sama dengan eksperimen asal Nader dengan tikus, para penyelidik di makmal LeDoux mendapati bahawa ubat ini dapat melemahkan kenangan yang ketara dari nada yang tinggi.)

Pesakit dalam kajian Brunet, diterbitkan pada tahun 2008, masing-masing mengalami peristiwa traumatik, seperti kemalangan kereta, serangan atau penderaan seksual, kira-kira satu dekad lebih awal. Mereka memulakan sesi terapi duduk bersendirian di dalam bilik yang tidak jelas dengan kerusi yang dipakai dengan baik dan televisyen. Sembilan pesakit mengambil pil propranolol dan membaca atau menonton TV selama sejam ketika ubat tersebut berkuat kuasa. Sepuluh diberi pil plasebo.

Brunet masuk ke dalam bilik dan membuat ceramah kecil sebelum memberitahu pesakit bahawa dia mempunyai permintaan: dia mahu pesakit membaca skrip, berdasarkan wawancara yang terdahulu dengan orang itu, menerangkan pengalaman traumatiknya. Para pesakit, semua sukarelawan, tahu bahawa bacaan itu akan menjadi sebahagian daripada percubaan. "Ada yang baik, ada yang mula menangis, ada yang perlu berehat, " kata Brunet.

Seminggu kemudian, pesakit PTSD mendengar skrip, kali ini tanpa mengambil dadah atau plasebo. Berbanding dengan pesakit yang telah mengambil plasebo, mereka yang telah mengambil propranolol seminggu lebih awal kini lebih tenang; mereka mempunyai peningkatan yang lebih kecil dalam kadar denyutan jantung mereka dan mereka berpeluh kurang.

Brunet baru saja menyelesaikan kajian yang lebih besar dengan hampir 70 pesakit PTSD. Mereka yang mengambil propranolol sekali seminggu selama enam minggu sambil membaca skrip peristiwa traumatik mereka menunjukkan pengurangan purata 50 peratus dalam gejala PTSD standard. Mereka mempunyai sedikit mimpi ngeri dan kemerosotan dalam kehidupan sehari-hari lama selepas kesan ubat dipakai. Rawatan itu tidak menghapus ingatan pesakit tentang apa yang telah berlaku kepada mereka; Sebaliknya, nampaknya telah mengubah kualiti memori itu. "Minggu demi minggu nada emosi ingatan kelihatan lemah, " kata Brunet. "Mereka mula tidak peduli dengan ingatan itu."

Nader berkata kenangan traumatik pesakit PTSD boleh disimpan di dalam otak dengan cara yang sama seperti ingatan nada kejutan-meramalkan disimpan dalam otak tikus. Dalam kedua-dua kes, mengingati memori membukanya kepada manipulasi. Nader berkata beliau digalakkan oleh pesakit PTSD setakat ini. "Sekiranya ia mempunyai peluang untuk membantu orang, kita perlu meneruskannya, " katanya.

Di antara banyak persoalan yang sekarang sedang dijalankan oleh Nader ialah sama ada semua kenangan menjadi terdedah apabila ditarik balik, atau hanya kenangan tertentu dalam keadaan tertentu.

Sudah tentu, ada persoalan yang lebih besar: kenapa kenangan begitu tidak boleh dipercayai? Lagipun, jika mereka kurang tertakluk kepada perubahan, kami tidak akan menderita malu untuk mengelirukan butir perbualan penting atau tarikh pertama.

Kemudian sekali lagi, penyuntingan mungkin satu lagi cara untuk belajar dari pengalaman. Jika kenangan manis cinta awal tidak marah dengan pengetahuan tentang perpecahan yang buruk, atau jika ingatan masa sukar tidak diimbangi oleh pengetahuan bahawa perkara-perkara yang berhasil pada akhirnya, kita mungkin tidak dapat meraih faedah yang diperolehi dengan susah payah ini pelajaran hayat. Mungkin lebih baik jika kita dapat menulis semula kenangan kita setiap kali kita ingat mereka. Nader mencadangkan bahawa penggabungan semula boleh menjadi mekanisme otak untuk memulihkan kenangan lama dengan cahaya dari semua yang telah terjadi sejak itu. Dalam erti kata lain, ia mungkin menjadi apa yang membuatkan kita hidup dari masa lalu.

Greg Miller menulis tentang biologi, tingkah laku dan neurosains untuk majalah Sains . Dia tinggal di San Francisco. Gilles Mingasson adalah seorang jurugambar yang berpangkalan di Los Angeles.

Karim Nader, seorang ahli ilmu saraf di McGill University di Montreal, mencabar idea ortodoks mengenai sifat kenangan. (Gilles Mingasson) Kenangan disimpan di kawasan otak yang disebut hippocampus, ditunjukkan dalam warna merah dalam ilustrasi komputer ini. (Photo Researchers, Inc.) Sel-sel saraf mikroskopik, (berwarna hijau) disambungkan dalam rangkaian padat yang menyandikan maklumat. (Photo Researchers, Inc.) Penyelidik sering mengkaji "kenangan flashberma, " imej mental kami yang kelihatan seperti fotografi yang mengejutkan seperti letupan pesawat Challenger pada tahun 1986. (Imej AP) Kebanyakan orang mempunyai apa yang dipanggil "kenangan flashbulb" di mana mereka berada dan apa yang mereka lakukan ketika terjadi sesuatu yang hebat, seperti pembunuhan Presiden John F. Kennedy. Tetapi sebagai jelas dan terperinci sebagai kenangan-kenangan ini, psikolog mendapati bahawa mereka menghairankan tidak tepat. (Imej AP) Ingatan serangan World Trade Center telah memainkan beberapa teknik pada Nader. Dia teringat melihat rakaman televisyen pada 11 September pesawat pertama yang menaiki menara utara World Trade Center. Tetapi dia terkejut melihat rakaman itu disiarkan buat kali pertama hari berikutnya. (Imej AP) Kenangan mengubah cara pertukaran isyarat saraf di titik hubungan yang dipanggil sinaps. Dalam imej ini, diperbesarkan ribuan kali, serat saraf, yang ditunjukkan dalam ungu, memenuhi badan sel kuning. (Photo Researchers, Inc.) Memori mengejutkan mudah dibentuk, kata Elizabeth Loftus, seorang psikologi di University of California, Irvine. (Gilles Mingasson) Dalam eksperimen klasik, Loftus mendapati bahawa orang yang melihat gambar kemalangan kereta yang dipentaskan boleh membawa kepada keterangan penting yang salah. (Elizabeth Loftus) Orang yang melihat kereta pada tanda berhenti kemudian ditipu memikirkan mereka akan melihat tanda hasil. (Elizabeth Loftus) Kajian oleh ahli psikologi, Alain Brunet, menunjukkan tanda-tanda membantu orang-orang mengalami gangguan tekanan selepas trauma. (Gilles Mingasson) Pesakit yang mengimbas kembali trauma mereka selepas mengambil ubat yang mengganggu pembentukan memori merasakan kurang kebimbangan apabila kemudian diingatkan mengenai kejadian itu. Pembantu Brunet, Elena Saimon menunjukkan. (Gilles Mingasson)
Bagaimana Otak Kita Membuat Kenangan