ساخت خاطره‌ی مصنوعی در آزمایشگاه
پله اول: ساخت خاطره نسبتا مصنوعی!
ابتدا پژوهشگران برای ایجاد یک خاطره طبیعی خاص به موش‌ها یاد دادند که بوی شکوفه‌های گیلاس را با احساس شوک الکتریکی در پاهایشان مربوط بدانند. موش‌ها بر اثر آموزش متوجه شدند برای پرهیز از حس ناخوشایند شوک الکتریکی می‌توانند به‌سمت دیگر اتاقک تست که با رایحه زیره سیاه عطرآگین شده بود، حرکت کنند.
رایحه زیره سیاه از ترکیب شیمیایی کاروُن و رایحه شکوفه‌های گیلاس از ترکیب دیگری موسوم به اَسِتوفِنون ناشی می‌شود. آزمایش‌ها نشان داد که استوفنون موجب فعال‌شدن گیرنده خاصی در نوع به‌خصوصی از سلول‌های عصبی بویایی می‌شود. پژوهشگران برای تحریک این سلول‌های به‌خصوص از روش پیچیده‌ای به‌اسم ژنتیک نوری (اُپتوژنتیک) کمک گرفتند. در این روش برای تحریک سلول‌های عصبی هدف در پاسخ به نور تابیده‌شده به مغز با فیبر‌های نوری کاشتنی از پروتئین‌های حساس به نور استفاده می‌شود.
آزمایش‌ها روی موش‌های تراریخته انجام شد. این موش‌ها تنها می‌توانستند پروتئین مذکور را در اعصاب بویایی حساس به استوفنون بسازند. به موش‌ها یاد داده شد که بین حس شوک الکتریکی در پا‌ها و تحریک نوری اعصاب بویایی حساس به استوفنون ارتباط برقرار کنند. پس از شکل‌گیری این ارتباط ذهنی، موش‌ها در اتاقک تست، آزمایش شدند و نشان دادند که برای پرهیز از شوک الکتریکی تمایلی به تجربه رایحه شکوفه‌های گیلاس ندارند.
این موش‌ها تابه‌حال رایحه شکوفه‌های گیلاس را در واقعیت تجربه نکرده بودند و تنها براساس تحریک مصنوعی اعصاب بویایی حساس به این رایحه می‌دانستند که رایحه شکوفه‌های گیلاس با حس ناخوشایند شوک الکتریکی در پا‌ها در ارتباط دارد.
پله دوم: ساخت خاطره کاملا مصنوعی!
تا اینجا پژوهشگران دریافتند که موش‌ها برای یادآوری ارتباط بین رایحه شکوفه‌های گیلاس و شوک الکتریکی در پاهایشان نیازی به تجربه واقعی خود رایحه ندارند. اما چون شوک الکتریکی به‌واقع وجود داشت، باز هم این یک خاطره کاملا مصنوعی نبود؛ بنابراین پژوهشگران تصمیم گرفتند که این بخش قضیه را هم به‌طور مصنوعی در ذهن موش‌ها بازسازی کنند.
پژوهشگران براساس سایر مطالعات انجام‌شده می‌دانستند حس شوک الکتریکی در پا‌ها با مسیر عصبی مشخصی منتهی به ناحیه تِگمِنتوم شکمی (VTA) در ارتباط است. پس برای ایجاد یک خاطره کاملا مصنوعی باید این ناحیه را به‌همان طریقی که اعصاب بویایی موش‌ها را تحریک کرده بودند هدف می‌گرفتند؛ بنابراین گیرنده‌های بویایی به‌انضمام ناحیه تِگمِنتوم شکمی را تحت تحریک نوری قرار دادند، اما موش‌های تراریخته موردبررسی در این آزمایش، همان‌طور که پیشتر هم اشاره کردیم، تنها می‌توانستند در اعصاب بویایی مرتبط با اَسِتوفِنون پروتئین‌های حساس به نور بسازند.
ازاین‌رو پژوهشگران برای این‌که بتوانند در ناحیه تِگمِنتوم شکمی هم همین پروتئین‌ها را داشته باشند از یک ویروس برای انتقال پروتئین‌های حساس به نور به این ناحیه کمک گرفتند. خلاصه این‌که موش‌ها درنهایت در پاسخ به رایحه‌ای که هرگز استشمام نکرده بودند، کوشیدند از تجربه شوکی که آن هم عملا در واقعیت وجود نداشت پرهیز کنند و این یعنی ایجاد یک خاطره کاملا مصنوعی در آنها!
دستاوردی رو به جلو
هنوز هم نحوه شکل‌گیری خاطرات باوجود ابزار‌های مطالعاتی مدرن به‌طور واضح مشخص نیست. در این پژوهش مشاهده شد شکل‌گیری یک خاطره جدید براثر تحریک الکتریکی قسمت به‌خصوصی از مغز می‌تواند به فعال‌شدن سایر نقاط مغزی مرتبط با شکل‌گیری خاطرات (شامل نواحی قاعده‌ای جانبی آمیگدالا) بینجامد. از آنجا که سلول‌های عصبی از طریق همجواری‌هایی معروف به سیناپس با هم ارتباط برقرار می‌کنند، پژوهشگران نتیجه گرفتند پس احتمالا تغییرات ایجادشده در فعالیت‌های سیناپسی در شکل‌گیری خاطرات مؤثر است.
در جانداران ساده‌ای مانند اَپلیسیا (نوعی حلزون دریایی) می‌توان خاطرات‌شان را از طریق استخراج آر. ان.ای به همنوع دیگرشان منتقل کرد. آر. ان.ای حاوی کد‌های مرتبط با پروتئین‌های ساخته‌شده در اعصاب است. یا برای مثال پژوهشگران قبلا هم به انتقال ناقص خاطرات در جوندگان دست یافته بودند.
آنها با ضبط فعالیت‌های الکتریکی در هیپوکامپ (مرکز حافظه در مغز) توانسته بودند الگو‌های مشابه را به جانور گیرنده انتقال دهند. به‌عبارتی همانند پژوهش فوق از تحریک الکتریکی مدار‌های عصبی برای ایجاد مصنوعی یک خاطره کمک گرفتند.
اما تفاوت پژوهش اخیر با سایر پژوهش‌های مشابه در این است که الگوی مدار‌های الکتریکی مرتبط با یک خاطره خاص به‌طور کامل در مغز موش‌ها بازسازی شد. در آزمایش‌های پیشین موش‌ها بخشی از خاطره را هم در واقعیت تجربه کرده بودند. درحالی‌که در پژوهش فوق موش‌ها خاطره‌ای را به یاد آوردند که هیچ قسمتی از آن هرگز در واقعیت برایشان اتفاق نیفتاده بود. پژوهشگران امیدوارند نتایج این پژوهش به درک بهتر ساختمان خاطرات و حتی راهکار‌های دستکاری خاطرات کمک کند.