TEDxBoston
Steve Ramirez and Xu Liu: A mouse. A laser beam. A manipulated memory.
Steve Ramirez e Xu Liu: Un topo. Un raggio laser. Un ricordo manipolato.
Filmed:
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Possiamo modificare il contenuto dei nostri ricordi? È una domanda permeata di fantascienza che Steve Ramirez e Xu Liu stanno analizzando nel loro laboratorio al MIT. Fondamentalmente, proiettano raggi laser nel cervello di topi vivi per attivare e manipolare i ricordi. In questo discorso sorprendentemente divertente, ci spiegano non solo come, ma soprattutto perché lo fanno. (Filmato a TEDxBoston).
Steve Ramirez - Neuroscientist
When Steve Ramirez published his latest study in Science, it caused a media frenzy. Why? Because the paper was on implanting false memories in the brains of mice. Full bioXu Liu - Neuroscientist
In his groundbreaking work, Xu Liu investigated how to activate and deactivate specific memories in mice. Full bio
When Steve Ramirez published his latest study in Science, it caused a media frenzy. Why? Because the paper was on implanting false memories in the brains of mice. Full bioXu Liu - Neuroscientist
In his groundbreaking work, Xu Liu investigated how to activate and deactivate specific memories in mice. Full bio
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00:12
Steve Ramirez: My first year of grad school,
0
371
1556
Steve Ramirez: Al primo anno di università
00:13
I found myself in my bedroom
1
1927
2004
mi sono ritrovato nella mia stanza
00:15
eating lots of Ben & Jerry's
2
3931
2300
a mangiare un sacco di gelato
00:18
watching some trashy TV
3
6231
1684
guardando programmi tv spazzatura
00:19
and maybe, maybe listening to Taylor Swift.
4
7915
3227
e forse, forse ascoltavo Taylor Swift.
00:23
I had just gone through a breakup.
5
11142
1741
Avevo appena terminato una relazione sentimentale.
00:24
(Laughter)
6
12883
1447
(Risate)
00:26
So for the longest time, all I would do
7
14330
2196
Quindi per moltissimo tempo
tutto quello che facevo
tutto quello che facevo
00:28
is recall the memory of this person over and over again,
8
16526
3816
era pensare a questa persona in continuazione,
00:32
wishing that I could get rid of that gut-wrenching,
9
20342
2493
desiderando sbarazzarmi
di quella sensazione di disgusto
di quella sensazione di disgusto
00:34
visceral "blah" feeling.
10
22835
2533
viscerale "blah".
00:37
Now, as it turns out, I'm a neuroscientist,
11
25368
2283
Ora, come potete notare,
sono un neuroscienziato,
sono un neuroscienziato,
00:39
so I knew that the memory of that person
12
27651
2402
quindi so che il ricordo di quella persona
00:42
and the awful, emotional undertones that color in that memory,
13
30053
3140
e quelle tremende sfumature emotive
che colorano i ricordi,
che colorano i ricordi,
00:45
are largely mediated by separate brain systems.
14
33193
2634
sono in gran parte mediate
da sistemi separati del cervello.
da sistemi separati del cervello.
00:47
And so I thought, what if we could go into the brain
15
35827
2365
Così ho pensato: cosa succederebbe
se potessimo penetrare nel cervello
se potessimo penetrare nel cervello
00:50
and edit out that nauseating feeling
16
38192
2090
e modificare quella sensazione nauseante
00:52
but while keeping the memory of that person intact?
17
40282
2970
ma allo stesso tempo mantenere intatto
il ricordo di quella persona?
il ricordo di quella persona?
00:55
Then I realized, maybe that's a little bit lofty for now.
18
43252
2411
Poi ho realizzato, forse è un po' eccessivo per il momento.
00:57
So what if we could start off by going into the brain
19
45663
2793
E se invece iniziassimo
penetrando nel cervello
penetrando nel cervello
01:00
and just finding a single memory to begin with?
20
48456
2633
per trovare un singolo ricordo
con cui cominciare?
con cui cominciare?
01:03
Could we jump-start that memory back to life,
21
51089
2514
Potremmo riavviare quel particolare ricordo
01:05
maybe even play with the contents of that memory?
22
53603
3868
o magari addirittura giocare con il suo contenuto?
01:09
All that said, there is one person in the entire world right now
23
57471
2229
Detto questo, c'è una sola persona al mondo
01:11
that I really hope is not watching this talk.
24
59700
2055
che spero non stia guardando questo discorso.
01:13
(Laughter)
25
61755
3941
(Risate)
01:17
So there is a catch. There is a catch.
26
65696
3289
Ma c'è un problema, un inghippo.
01:20
These ideas probably remind you of "Total Recall,"
27
68985
2788
Questa idea probabilmente
vi ricorda i film "Atto di forza"
vi ricorda i film "Atto di forza"
01:23
"Eternal Sunshine of the Spotless Mind,"
28
71773
1974
"Se mi lasci ti cancello",
01:25
or of "Inception."
29
73747
1303
o "Inception".
01:27
But the movie stars that we work with
30
75050
1576
Tuttavia, le star del cinema con le quali lavoriamo
01:28
are the celebrities of the lab.
31
76626
1943
sono le celebrità del laboratorio.
01:30
Xu Liu: Test mice.
32
78569
1900
Xu Liu: Cavie da laboratorio.
01:32
(Laughter)
33
80469
1128
(Risate)
01:33
As neuroscientists, we work in the lab with mice
34
81597
3154
Da neuroscienziati,
lavoriamo nel laboratorio con i topi
lavoriamo nel laboratorio con i topi
01:36
trying to understand how memory works.
35
84751
3410
e cerchiamo di capire come funziona la memoria.
01:40
And today, we hope to convince you that now
36
88161
2569
E oggi, speriamo di convincervi che ora
01:42
we are actually able to activate a memory in the brain
37
90730
3216
siamo in grado di attivare un
ricordo nel nostro cervello
ricordo nel nostro cervello
01:45
at the speed of light.
38
93946
2170
alla velocità della luce.
01:48
To do this, there's only two simple steps to follow.
39
96116
3106
Per farlo, ci sono due semplici passaggi da seguire.
01:51
First, you find and label a memory in the brain,
40
99222
3510
Innanzitutto, si cerca e si etichetta un ricordo nel cervello,
01:54
and then you activate it with a switch.
41
102732
3630
poi lo si attiva tramite un interruttore.
01:58
As simple as that.
42
106362
1445
Più semplice di così.
01:59
(Laughter)
43
107807
1822
(Risate)
02:01
SR: Are you convinced?
44
109629
1845
SR: Ne sei convinto?
02:03
So, turns out finding a memory in the brain isn't all that easy.
45
111474
3721
In realtà, trovare un ricordo nel cervello
non è poi così semplice.
non è poi così semplice.
02:07
XL: Indeed. This is way more difficult than, let's say,
46
115195
2803
XL: Anzi, è ancora più difficile
02:09
finding a needle in a haystack,
47
117998
2404
che trovare un ago in un pagliaio,
02:12
because at least, you know, the needle is still something
48
120402
2589
perché almeno, si sa, un ago è qualcosa su cui
02:14
you can physically put your fingers on.
49
122991
2500
si possono mettere le mani fisicamente.
02:17
But memory is not.
50
125491
1977
Ma il ricordo non lo è.
02:19
And also, there's way more cells in your brain
51
127468
3038
Inoltre, ci sono molte più cellule nel cervello
02:22
than the number of straws in a typical haystack.
52
130506
5066
rispetto ai fuscelli di paglia in un pagliaio.
02:27
So yeah, this task does seem to be daunting.
53
135572
2879
Quindi sì, questo compito
sembra davvero scoraggiante.
sembra davvero scoraggiante.
02:30
But luckily, we got help from the brain itself.
54
138451
3679
Ma fortunatamente, ci viene in aiuto il cervello stesso.
02:34
It turned out that all we need to do is basically
55
142130
2455
Sappiamo che tutto quello
che dobbiamo fare in pratica
che dobbiamo fare in pratica
02:36
to let the brain form a memory,
56
144585
1993
è lasciare che il cervello crei un ricordo,
02:38
and then the brain will tell us which cells are involved
57
146578
3830
e poi lo stesso ci dirà quali cellule sono coinvolte
02:42
in that particular memory.
58
150408
1766
in quel particolare ricordo.
02:44
SR: So what was going on in my brain
59
152174
2357
SR: Allora, cosa succedeva nel mio cervello
02:46
while I was recalling the memory of an ex?
60
154531
2094
quando richiamavo il ricordo della mia ex?
02:48
If you were to just completely ignore human ethics for a second
61
156625
2402
Se ignorassimo completamente
l'etica umana per un secondo
l'etica umana per un secondo
02:51
and slice up my brain right now,
62
159027
1668
e facessimo a fette il mio cervello in questo momento,
02:52
you would see that there was an amazing number
63
160695
2018
vedreste un immenso numero
02:54
of brain regions that were active while recalling that memory.
64
162713
3178
di aree del cervello attive
mentre ripensavo a quel ricordo.
mentre ripensavo a quel ricordo.
02:57
Now one brain region that would be robustly active
65
165891
2912
Un'area del cervello
che sarebbe estremamente attiva
che sarebbe estremamente attiva
03:00
in particular is called the hippocampus,
66
168803
2007
è chiamata specificamente ippocampo,
03:02
which for decades has been implicated in processing
67
170810
2455
che per decenni è stata implicata nell'elaborazione
03:05
the kinds of memories that we hold near and dear,
68
173265
2416
di ogni tipo di ricordo a noi caro e
03:07
which also makes it an ideal target to go into
69
175681
2574
che fa dell'ippocampo un bersaglio ideale
03:10
and to try and find and maybe reactivate a memory.
70
178255
2785
dove andare a cercare e forse riattivare un ricordo.
03:13
XL: When you zoom in into the hippocampus,
71
181040
2394
XL: Quando si fa un ingrandimento dell'ippocampo,
03:15
of course you will see lots of cells,
72
183434
2348
ovviamente si vedono tantissime cellule,
03:17
but we are able to find which cells are involved
73
185782
3031
ma noi siamo in grado di trovare
quali sono le cellule interessate
quali sono le cellule interessate
03:20
in a particular memory,
74
188813
1476
in un particolare ricordo,
03:22
because whenever a cell is active,
75
190289
2618
perché ogni volta che una cellula si attiva,
03:24
like when it's forming a memory,
76
192907
1464
per esempio quando sta formando un ricordo,
03:26
it will also leave a footprint that will later allow us to know
77
194371
3757
lascerà anche un'impronta
che successivamente ci permetterà di sapere
che successivamente ci permetterà di sapere
03:30
these cells are recently active.
78
198128
2702
se queste cellule sono state recentemente attive.
03:32
SR: So the same way that building lights at night
79
200830
2160
SR: Così come di notte le luci negli edifici
03:34
let you know that somebody's probably working there at any given moment,
80
202990
2948
ci permettono di sapere che qualcuno
probabilmente sta lavorando lì in un dato momento,
probabilmente sta lavorando lì in un dato momento,
03:37
in a very real sense, there are biological sensors
81
205938
3288
nel vero senso della parola, ci sono sensori biologici
03:41
within a cell that are turned on
82
209226
1954
all'interno di una cellula che si accendono
03:43
only when that cell was just working.
83
211180
2135
solo quando quella cellula sta funzionando.
03:45
They're sort of biological windows that light up
84
213315
1876
Sono come finestre biologiche
che si accendono
che si accendono
03:47
to let us know that that cell was just active.
85
215191
1978
e ci fanno capire che quella cellula era attiva.
03:49
XL: So we clipped part of this sensor,
86
217169
2829
XL: Quindi abbiamo selezionato
una parte di questo sensore,
una parte di questo sensore,
03:51
and attached that to a switch to control the cells,
87
219998
3147
l'abbiamo collegata a un pulsante
per controllare le cellule,
per controllare le cellule,
03:55
and we packed this switch into an engineered virus
88
223145
3900
e abbiamo collocato questo pulsante
in un virus creato in laboratorio
in un virus creato in laboratorio
03:59
and injected that into the brain of the mice.
89
227045
2588
che abbiamo iniettato
nel cervello delle cavie.
nel cervello delle cavie.
04:01
So whenever a memory is being formed,
90
229633
2634
Perciò, ogni volta che si crea un ricordo,
04:04
any active cells for that memory
91
232267
2348
ogni cellula che si attiva per quel ricordo
04:06
will also have this switch installed.
92
234615
2742
avrà questo pulsante installato.
04:09
SR: So here is what the hippocampus looks like
93
237357
1625
SR: Qui vediamo com'è fatto l'ippocampo
04:10
after forming a fear memory, for example.
94
238982
2840
dopo aver generato un ricordo di paura, per esempio.
04:13
The sea of blue that you see here
95
241822
2140
Il mare di colore azzurro che vedete qui
04:15
are densely packed brain cells,
96
243962
1952
è composto da cellule del cervello molto compatte,
04:17
but the green brain cells,
97
245914
1545
ma le cellule del cervello di colore verde,
04:19
the green brain cells are the ones that are holding on
98
247459
2096
sono quelle che conservano
04:21
to a specific fear memory.
99
249555
1843
uno specifico ricordo di timore.
04:23
So you are looking at the crystallization
100
251398
1979
Quindi stiamo esaminando la cristallizzazione
04:25
of the fleeting formation of fear.
101
253377
2387
della formazione transitoria della paura.
04:27
You're actually looking at the cross-section of a memory right now.
102
255764
3497
Praticamente adesso state osservando una sezione trasversale di un ricordo.
04:31
XL: Now, for the switch we have been talking about,
103
259261
2408
XL: Ora, stavamo parlando del pulsante,
04:33
ideally, the switch has to act really fast.
104
261669
2970
l'ideale sarebbe se il pulsante
funzionasse molto velocemente.
funzionasse molto velocemente.
04:36
It shouldn't take minutes or hours to work.
105
264639
2579
Non dovrebbe metterci minuti oppure ore per funzionare.
04:39
It should act at the speed of the brain, in milliseconds.
106
267218
4264
Dovrebbe funzionare alla stessa velocità del cervello,
in millisecondi,
in millisecondi,
04:43
SR: So what do you think, Xu?
107
271482
1430
SR: Che cosa ne pensi Xu?
04:44
Could we use, let's say, pharmacological drugs
108
272912
2602
Potremo quindi usare farmaci
04:47
to activate or inactivate brain cells?
109
275514
1838
per attivare o disattivare le cellule celebrali?
04:49
XL: Nah. Drugs are pretty messy. They spread everywhere.
110
277352
4063
XL: No. I farmaci causano troppi problemi.
Si diffondono dappertutto.
Si diffondono dappertutto.
04:53
And also it takes them forever to act on cells.
111
281415
3008
E poi ci impiegano un'eternità per avere effetto sulle cellule.
04:56
So it will not allow us to control a memory in real time.
112
284423
3649
Quindi non potremmo controllare
un ricordo in tempo reale.
un ricordo in tempo reale.
05:00
So Steve, how about let's zap the brain with electricity?
113
288072
4294
Allora Steve, e se invece fulminassimo
il cervello con l'elettricità?
il cervello con l'elettricità?
05:04
SR: So electricity is pretty fast,
114
292366
2305
SR: L'elettricità è molto veloce,
05:06
but we probably wouldn't be able to target it
115
294671
1739
ma probabilmente non saremmo in grado di mirare
05:08
to just the specific cells that hold onto a memory,
116
296410
2354
alle cellule specifiche che conservano un particolare ricordo
05:10
and we'd probably fry the brain.
117
298764
1878
e probabilmente friggeremmo il cervello.
05:12
XL: Oh. That's true. So it looks like, hmm,
118
300642
3195
XL: Oh. Questo è vero. Quindi sembra che
05:15
indeed we need to find a better way
119
303837
2611
dobbiamo trovare un modo migliore
05:18
to impact the brain at the speed of light.
120
306448
3295
per avere un impatto sul cervello alla velocità della luce.
05:21
SR: So it just so happens that light travels at the speed of light.
121
309743
5086
SR: Guarda caso, la luce
viaggia alla velocità della luce.
viaggia alla velocità della luce.
05:26
So maybe we could activate or inactive memories
122
314829
3483
Potremmo attivare o disattivare i ricordi
05:30
by just using light --
123
318312
1497
semplicemente usando la luce.
05:31
XL: That's pretty fast.
124
319809
1355
XL: Questo è un sistema molto veloce.
05:33
SR: -- and because normally brain cells
125
321164
1885
SR: E poiché normalmente le cellule cerebrali
05:35
don't respond to pulses of light,
126
323049
1588
non rispondono agli impulsi luminosi,
05:36
so those that would respond to pulses of light
127
324637
1958
allora quelle che risponderanno agli impulsi luminosi
05:38
are those that contain a light-sensitive switch.
128
326595
2464
saranno quelle che contengano
un pulsante sensibile alla luce.
un pulsante sensibile alla luce.
05:41
Now to do that, first we need to trick brain cells
129
329059
1946
Per fare ciò, dobbiamo innanzitutto
ingannare le cellule cerebrali
ingannare le cellule cerebrali
05:43
to respond to laser beams.
130
331005
1462
in modo che rispondano ai raggi laser.
05:44
XL: Yep. You heard it right.
131
332467
1070
XL: Esatto. Avete capito bene.
05:45
We are trying to shoot lasers into the brain.
132
333537
2132
Stiamo cercando di colpire il cervello
con dei raggi laser.
con dei raggi laser.
05:47
(Laughter)
133
335669
1745
(Risate)
05:49
SR: And the technique that lets us do that is optogenetics.
134
337414
3324
SR: E la tecnica che lo rende possibile
è l'optogenetica.
è l'optogenetica.
05:52
Optogenetics gave us this light switch that we can use
135
340738
3282
L'optogenetica ci ha fornito questo pulsante luminoso
che utilizziamo
che utilizziamo
05:56
to turn brain cells on or off,
136
344020
1508
per accendere e spegnere le cellule cerebrali
05:57
and the name of that switch is channelrhodopsin,
137
345528
2517
e il nome dell'interruttore è canal-rodopsina,
06:00
seen here as these green dots attached to this brain cell.
138
348045
2537
che appare qui sottoforma di puntini verdi
collegati a questa cellula cerebrale.
collegati a questa cellula cerebrale.
06:02
You can think of channelrhodopsin as a sort of light-sensitive switch
139
350582
3299
Potete immaginare la canal-rodopsina
come una specie di interruttore sensibile alla luce
come una specie di interruttore sensibile alla luce
06:05
that can be artificially installed in brain cells
140
353881
2627
che può essere installato artificialmente
nelle cellule cerebrali
nelle cellule cerebrali
06:08
so that now we can use that switch
141
356508
1914
così che ora siamo in grado
di usare tale interruttore
di usare tale interruttore
06:10
to activate or inactivate the brain cell simply by clicking it,
142
358422
3013
per attivare o disattivare la cellula
semplicemente selezionandolo,
semplicemente selezionandolo,
06:13
and in this case we click it on with pulses of light.
143
361435
2468
e in questo caso lo selezioniamo
con impulsi luminosi.
con impulsi luminosi.
06:15
XL: So we attach this light-sensitive switch of channelrhodopsin
144
363903
3786
XL: Quindi colleghiamo questo interruttore
di canal-rodopsina sensibile alla luce
di canal-rodopsina sensibile alla luce
06:19
to the sensor we've been talking about
145
367689
2208
al sensore di cui abbiamo parlato prima
06:21
and inject this into the brain.
146
369897
2455
e lo iniettiamo nel cervello.
06:24
So whenever a memory is being formed,
147
372352
3211
Così, ogni volta che si forma un ricordo,
06:27
any active cell for that particular memory
148
375563
2227
qualsiasi cellula attiva per quel particolare ricordo
06:29
will also have this light-sensitive switch installed in it
149
377790
3484
avrà con sé l'interruttore sensibile alla luce,
06:33
so that we can control these cells
150
381274
2401
e noi possiamo così controllare queste cellule
06:35
by the flipping of a laser just like this one you see.
151
383675
4264
con un impulso laser come questo che vedete.
06:39
SR: So let's put all of this to the test now.
152
387939
2864
SR: Bene, ora testiamo tutto questo.
06:42
What we can do is we can take our mice
153
390803
2135
Quello che possiamo fare è
prendere i nostri topi
prendere i nostri topi
06:44
and then we can put them in a box that looks exactly like this box here,
154
392938
2928
e metterli in un contenitore
simile a questo,
simile a questo,
06:47
and then we can give them a very mild foot shock
155
395866
2340
e poi provochiamo un piccolo shock alle zampe
06:50
so that they form a fear memory of this box.
156
398206
2035
così che formino un ricordo
di paura di quel contenitore.
di paura di quel contenitore.
06:52
They learn that something bad happened here.
157
400241
1979
Imparano che lì dentro è accaduto
qualcosa di spiacevole.
qualcosa di spiacevole.
06:54
Now with our system, the cells that are active
158
402220
2342
Con il nostro sistema,
le cellule che nell'ippocampo
le cellule che nell'ippocampo
06:56
in the hippocampus in the making of this memory,
159
404562
2931
sono attive nella formazione del ricordo,
06:59
only those cells will now contain channelrhodopsin.
160
407493
2883
solo quelle cellule conterranno ora la canal-rodopsina.
07:02
XL: When you are as small as a mouse,
161
410376
3017
XL: Se siete piccoli come un topo,
07:05
it feels as if the whole world is trying to get you.
162
413393
3595
è come se il mondo intero cercasse di afferrarvi.
07:08
So your best response of defense
163
416988
1748
Così, la migliore reazione di difesa
07:10
is trying to be undetected.
164
418736
2482
è cercare di non farsi vedere.
07:13
Whenever a mouse is in fear,
165
421218
2033
Ogni volta che un topo ha paura,
07:15
it will show this very typical behavior
166
423251
1526
mostrerà questo comportamento tipico
07:16
by staying at one corner of the box,
167
424777
1769
rimanendo fermo in un angolo del contenitore
07:18
trying to not move any part of its body,
168
426546
3118
cercando di non muovere nessuna parte del corpo,
07:21
and this posture is called freezing.
169
429664
3295
e questa posizione si chiama immobilizzazione.
07:24
So if a mouse remembers that something bad happened in this box,
170
432959
4294
Quindi, se un topo ricorda che qualcosa di spiacevole
è accaduto in quel contenitore,
è accaduto in quel contenitore,
07:29
and when we put them back into the same box,
171
437253
2623
quando viene rimesso al suo interno,
07:31
it will basically show freezing
172
439876
1804
si mostrerà immobile
07:33
because it doesn't want to be detected
173
441680
2285
perché non vuole essere notato
07:35
by any potential threats in this box.
174
443965
2695
da qualsiasi minaccia potenziale
presente nel contenitore.
presente nel contenitore.
07:38
SR: So you can think of freezing as,
175
446660
1355
SR: Potete pensare alla reazione di immobilizzazione
07:40
you're walking down the street minding your own business,
176
448015
2215
come a quando state camminando per la strada
pensando ai fatti vostri,
pensando ai fatti vostri,
07:42
and then out of nowhere you almost run into
177
450230
1725
e poi all'improvviso vi imbattete
07:43
an ex-girlfriend or ex-boyfriend,
178
451955
2192
nella vostra ex o nel vostro ex,
07:46
and now those terrifying two seconds
179
454147
2134
e per due terribili secondi
07:48
where you start thinking, "What do I do? Do I say hi?
180
456281
1876
pensate: "Che faccio? Saluto dicendo ciao?"
07:50
Do I shake their hand? Do I turn around and run away?
181
458157
1368
Stringo la mano? Mi giro dall'altra parte?
07:51
Do I sit here and pretend like I don't exist?"
182
459525
2029
Mi siedo qui e faccio finta di non esistere?"
07:53
Those kinds of fleeting thoughts that physically incapacitate you,
183
461554
3184
Pensieri transitori che in genere ci rendono fisicamente incapaci,
07:56
that temporarily give you that deer-in-headlights look.
184
464738
2746
che ci fanno sembrare come animali abbagliati
dalle luci di un'auto.
dalle luci di un'auto.
07:59
XL: However, if you put the mouse in a completely different
185
467484
3291
XL: Tuttavia, se mettiamo il topo in un contenitore
completamente diverso,
completamente diverso,
08:02
new box, like the next one,
186
470775
3161
come questo,
08:05
it will not be afraid of this box
187
473936
2147
non ne sarà spaventato
08:08
because there's no reason that it will be afraid of this new environment.
188
476083
4729
perché non ha motivo di temere
questo nuovo ambiente.
questo nuovo ambiente.
08:12
But what if we put the mouse in this new box
189
480812
3180
Ma che succede se mettiamo il topo
nel nuovo contenitore,
nel nuovo contenitore,
08:15
but at the same time, we activate the fear memory
190
483992
3611
e allo stesso tempo attiviamo il ricordo della paura
08:19
using lasers just like we did before?
191
487603
2679
usando i laser come abbiamo fatto prima?
08:22
Are we going to bring back the fear memory
192
490282
2854
Siamo in grado di trasferire il ricordo della paura
08:25
for the first box into this completely new environment?
193
493136
3997
dal vecchio al nuovo ambiente?
08:29
SR: All right, and here's the million-dollar experiment.
194
497133
2735
SR: Bene, ecco un esperimento
da un milione di dollari.
da un milione di dollari.
08:31
Now to bring back to life the memory of that day,
195
499868
2913
Per far riaffiorare il ricordo di quel giorno,
08:34
I remember that the Red Sox had just won,
196
502781
2183
mi ricordo che i Red Sox avevano appena vinto,
08:36
it was a green spring day,
197
504964
1909
era un bel giorno di primavera,
08:38
perfect for going up and down the river
198
506873
1817
perfetto per andare su e giù per il fiume
08:40
and then maybe going to the North End
199
508690
2334
e poi magari andare alla North End
08:43
to get some cannolis, #justsaying.
200
511024
2160
per prendere dei cannoli, tanto per dire.
08:45
Now Xu and I, on the other hand,
201
513184
3102
Ora Xu e io, invece,
08:48
were in a completely windowless black room
202
516286
2829
eravamo in una stanza
senza finestre completamente buia
senza finestre completamente buia
08:51
not making any ocular movement that even remotely resembles an eye blink
203
519115
3661
evitando qualsiasi movimento che potesse
somigliare anche remotamente a un battito di ciglia
somigliare anche remotamente a un battito di ciglia
08:54
because our eyes were fixed onto a computer screen.
204
522776
2466
perché i nostri sguardi erano fissi
sullo schermo di un computer.
sullo schermo di un computer.
08:57
We were looking at this mouse here trying to activate a memory
205
525242
2556
Stavamo osservando questo topo che cercava
di attivare un ricordo
di attivare un ricordo
08:59
for the first time using our technique.
206
527798
1883
usando la nostra tecnica per la prima volta.
09:01
XL: And this is what we saw.
207
529681
2688
XL: E questo è ciò che abbiamo visto.
09:04
When we first put the mouse into this box,
208
532369
2202
Quando abbiamo messo il topo nel contenitore,
09:06
it's exploring, sniffing around, walking around,
209
534571
3113
che ha cominciato a esplorare, annusare,
camminare in giro,
camminare in giro,
09:09
minding its own business,
210
537684
1689
facendosi gli affari suoi,
09:11
because actually by nature,
211
539373
1701
perché i topi sono animali
09:13
mice are pretty curious animals.
212
541074
1979
molto curiosi di natura.
09:15
They want to know, what's going on in this new box?
213
543053
2622
Vogliono sapere,
che succede in questo nuovo contenitore?
che succede in questo nuovo contenitore?
09:17
It's interesting.
214
545675
1531
È interessante.
09:19
But the moment we turned on the laser, like you see now,
215
547206
3451
Ma quando abbiamo attivato il laser,
come vedete ora,
come vedete ora,
09:22
all of a sudden the mouse entered this freezing mode.
216
550657
3032
improvvisamente il topo
si è paralizzato.
si è paralizzato.
09:25
It stayed here and tried not to move any part of its body.
217
553689
4431
Si è messo qui e ha cercato di non muovere
nessuna parte del corpo.
nessuna parte del corpo.
09:30
Clearly it's freezing.
218
558120
1628
Chiaramente è paralizzato.
09:31
So indeed, it looks like we are able to bring back
219
559748
2583
Perciò, sembra proprio che siamo in grado
09:34
the fear memory for the first box
220
562331
2064
di far riafforare un ricordo di paura
dal primo contenitore
dal primo contenitore
09:36
in this completely new environment.
221
564395
3367
in questo ambiente completamente nuovo.
09:39
While watching this, Steve and I
222
567762
2112
Mentre osservavamo tutto ciò,
Io e Steve
Io e Steve
09:41
are as shocked as the mouse itself.
223
569874
2133
siamo rimasti scioccati, proprio come il topo.
09:44
(Laughter)
224
572007
1262
(Risate)
09:45
So after the experiment, the two of us just left the room
225
573269
3307
Così, dopo l'esperimento,
siamo usciti dal laboratorio
siamo usciti dal laboratorio
09:48
without saying anything.
226
576576
1753
senza dire niente.
09:50
After a kind of long, awkward period of time,
227
578329
3396
Dopo un bel po' di tempo,
09:53
Steve broke the silence.
228
581725
2212
Steve ha rotto il silenzio.
09:55
SR: "Did that just work?"
229
583937
2341
SR: "Ha funzionato?"
09:58
XL: "Yes," I said. "Indeed it worked!"
230
586278
2974
XL: "Sì", dissi, "Ha funzionato eccome!"
10:01
We're really excited about this.
231
589252
2117
Eravamo veramente emozionati al riguardo.
10:03
And then we published our findings
232
591369
2624
In seguito abbiamo pubblicato
le nostre scoperte
le nostre scoperte
10:05
in the journal Nature.
233
593993
1696
sulla rivista Nature.
10:07
Ever since the publication of our work,
234
595689
2471
Da quando abbiamo pubblicato il nostro lavoro,
10:10
we've been receiving numerous comments
235
598160
2415
abbiamo ricevuto numerosi commenti
10:12
from all over the Internet.
236
600575
2125
da tutto il mondo del web.
10:14
Maybe we can take a look at some of those.
237
602700
3750
Magari possiamo dare un'occhiata
a un paio di questi.
a un paio di questi.
10:18
["OMGGGGG FINALLY... so much more to come, virtual reality, neural manipulation, visual dream emulation... neural coding, 'writing and re-writing of memories', mental illnesses. Ahhh the future is awesome"]
238
606450
2457
["ODDIOOOOO FINALMENTE... così tanto ancora da scoprire sulla realtà virtuale, manipolazione neuronale, emulazione onirica visiva... codificazione neuronale, 'scrittura e ri-scrittura dei ricordi', malattie mentali. Ah, il futuro è meraviglioso"]
10:20
SR: So the first thing that you'll notice is that people
239
608907
2000
SR: La prima cosa che noterete
è che le persone
è che le persone
10:22
have really strong opinions about this kind of work.
240
610907
2903
hanno opinioni molto forti
riguardo questo tipo di ricerca.
riguardo questo tipo di ricerca.
10:25
Now I happen to completely agree with the optimism
241
613810
2554
Ora io sono perfettamente d'accordo
con l'ottimismo
con l'ottimismo
10:28
of this first quote,
242
616364
816
della prima citazione,
10:29
because on a scale of zero to Morgan Freeman's voice,
243
617180
2808
perché su una scala da zero
alla voce di Morgan Freeman,
alla voce di Morgan Freeman,
10:31
it happens to be one of the most evocative accolades
244
619988
2123
questo è stato uno dei più profondi elogi
10:34
that I've heard come our way.
245
622111
1550
che io abbia mai ricevuto.
10:35
(Laughter)
246
623661
2196
(Risate)
10:37
But as you'll see, it's not the only opinion that's out there.
247
625857
1951
Ma come potete vedere, non è l'unica opinione là fuori.
10:39
["This scares the hell out of me... What if they could do that easily in humans in a couple of years?! OH MY GOD WE'RE DOOMED"]
248
627808
1564
["Mi spaventa a morte... Che cosa accadrebbe se tra un paio di anni saranno in grado di farlo sugli esseri umani?! MIO DIO, SIAMO SPACCIATI"]
10:41
XL: Indeed, if we take a look at the second one,
249
629372
1918
XL: Di certo, se leggiamo questo secondo commento,
10:43
I think we can all agree that it's, meh,
250
631290
2107
penso che siamo tutti d'accordo nel dire che, ecco,
10:45
probably not as positive.
251
633397
2375
probabilmente non è positivo.
10:47
But this also reminds us that,
252
635772
2185
Ma ci fa ricordare che,
10:49
although we are still working with mice,
253
637957
2186
sebbene stiamo ancora lavorando sui topi,
10:52
it's probably a good idea to start thinking and discussing
254
640143
3517
è opportuno cominciare a ragionare e discutere
10:55
about the possible ethical ramifications
255
643660
2991
sulle possibili implicazioni etiche
10:58
of memory control.
256
646651
1948
del controllo dei ricordi.
11:00
SR: Now, in the spirit of the third quote,
257
648599
2200
SR: Ora, nello spirito del terzo commento,
11:02
we want to tell you about a recent project that we've been
258
650799
1974
vogliamo parlarvi di un recente progetto
11:04
working on in lab that we've called Project Inception.
259
652773
2428
che ci vede coinvolti e che abbiamo chiamato
Progetto Inception.
Progetto Inception.
11:07
["They should make a movie about this. Where they plant ideas into peoples minds, so they can control them for their own personal gain. We'll call it: Inception."]
260
655201
3243
["Dovrebbero farci un film. Dove impiantano idee nelle menti delle persone, così che possono controllarle le idee per i loro scopi personali. Lo chiameremo: Inception."]
11:10
So we reasoned that now that we can reactivate a memory,
261
658444
3734
Abbiamo ragionato sul fatto che,
dato che ora possiamo riattivare un ricordo,
dato che ora possiamo riattivare un ricordo,
11:14
what if we do so but then begin to tinker with that memory?
262
662178
2952
che cosa accadrebbe se cominciassimo
a fare esperimenti con quel ricordo?
a fare esperimenti con quel ricordo?
11:17
Could we possibly even turn it into a false memory?
263
665130
3033
Potremmo eventualmente trasformarlo in un falso ricordo?
11:20
XL: So all memory is sophisticated and dynamic,
264
668163
4099
XL: La memoria è qualcosa di sofisticato e dinamico,
11:24
but if just for simplicity, let's imagine memory
265
672262
2979
ma solo per semplicità,
immaginiamo che il ricordo
immaginiamo che il ricordo
11:27
as a movie clip.
266
675241
1402
sia lo spezzone di un film.
11:28
So far what we've told you is basically we can control
267
676643
2670
Finora vi abbiamo detto che in pratica
controlliamo il pulsante
controlliamo il pulsante
11:31
this "play" button of the clip
268
679313
1931
"play" del filmato,
11:33
so that we can play this video clip any time, anywhere.
269
681244
4585
così che possiamo riprodurre il video
in qualsiasi momento, ovunque.
in qualsiasi momento, ovunque.
11:37
But is there a possibility that we can actually get
270
685829
2531
Ma c'è la possibilità di penetrare
11:40
inside the brain and edit this movie clip
271
688360
2860
nel cervello e modificare il video
11:43
so that we can make it different from the original?
272
691220
2896
così da renderlo diverso dall'originale?
11:46
Yes we can.
273
694116
2178
Sì, si può fare.
11:48
Turned out that all we need to do is basically
274
696294
2130
Quello che dobbiamo fare è in pratica
11:50
reactivate a memory using lasers just like we did before,
275
698424
4275
riattivare un ricordo usando i laser come
abbiamo fatto prima,
abbiamo fatto prima,
11:54
but at the same time, if we present new information
276
702699
3439
ma, allo stesso tempo,
se presentiamo una nuova informazione
se presentiamo una nuova informazione
11:58
and allow this new information to incorporate into this old memory,
277
706138
3974
e facciamo sì che questa nuova informazione
venga incorporata al vecchio ricordo,
venga incorporata al vecchio ricordo,
12:02
this will change the memory.
278
710112
2438
questo modificherà il ricordo stesso.
12:04
It's sort of like making a remix tape.
279
712550
3663
È come fare un remix.
12:08
SR: So how do we do this?
280
716213
2858
SR: Come realizziamo tutto questo?
12:11
Rather than finding a fear memory in the brain,
281
719071
1957
Piuttosto che cercare ricordi di paura nel cervello,
12:13
we can start by taking our animals,
282
721028
1716
possiamo cominciare con afferrare le noste cavie,
12:14
and let's say we put them in a blue box like this blue box here
283
722744
2933
metterle in una scatola blu come questa,
12:17
and we find the brain cells that represent that blue box
284
725677
2494
cosi da trovare le cellule cerebrali
che rappresentano la scatola blu,
che rappresentano la scatola blu,
12:20
and we trick them to respond to pulses of light
285
728171
2073
e le inganniamo facendole rispondere
agli impulsi luminosi
agli impulsi luminosi
12:22
exactly like we had said before.
286
730244
2121
come abbiamo spiegato prima.
12:24
Now the next day, we can take our animals and place them
287
732365
2124
Il giorno seguente, prendiamo le cavie
e le mettiamo
e le mettiamo
12:26
in a red box that they've never experienced before.
288
734489
2699
in una scatola rossa che non hanno mai visto prima.
12:29
We can shoot light into the brain to reactivate
289
737188
2026
Proiettiamo dei fasci luminosi nel cervello
per far riaffiorare
per far riaffiorare
12:31
the memory of the blue box.
290
739214
2109
il ricordo della scatola blu.
12:33
So what would happen here if, while the animal
291
741323
1744
E cosa accade se mentre l'animale
12:35
is recalling the memory of the blue box,
292
743067
1894
sta rivivendo il ricordo della scatola blu,
12:36
we gave it a couple of mild foot shocks?
293
744961
2643
noi diamo un paio di piccole scosse?
12:39
So here we're trying to artificially make an association
294
747604
2693
Stiamo cercando di creare
artificialmente un'associazione
artificialmente un'associazione
12:42
between the memory of the blue box
295
750297
1915
tra il ricordo della scatola blu
12:44
and the foot shocks themselves.
296
752212
1503
e le scosse stesse.
12:45
We're just trying to connect the two.
297
753715
1779
Stiamo cercando di collegare le due cose.
12:47
So to test if we had done so,
298
755494
1543
Per verificare se ci siamo riusciti,
12:49
we can take our animals once again
299
757037
1328
possiamo prendere le cavie di nuovo
12:50
and place them back in the blue box.
300
758365
1946
e riporle nuovamente nella scatola blu.
12:52
Again, we had just reactivated the memory of the blue box
301
760311
2738
Abbiamo appena riattivato il ricordo
della scatola blu
della scatola blu
12:55
while the animal got a couple of mild foot shocks,
302
763049
2167
mentre l'animale riceveva un paio di scosse alle zampe,
12:57
and now the animal suddenly freezes.
303
765216
2370
e ora l'animale improvvisamente si paralizza.
12:59
It's as though it's recalling being mildly shocked in this environment
304
767586
3202
È come se stesse ricordando
di aver ricevuto delle scosse in questo ambiente
di aver ricevuto delle scosse in questo ambiente
13:02
even though that never actually happened.
305
770788
3002
anche se non è mai accaduto realmente.
13:05
So it formed a false memory,
306
773790
1862
Abbiamo formato un falso ricordo
13:07
because it's falsely fearing an environment
307
775652
2011
perché l'animale ha paura di un ambiente
13:09
where, technically speaking,
308
777663
1254
dove, tecnicamente parlando,
13:10
nothing bad actually happened to it.
309
778917
2349
non gli è accaduto nulla.
13:13
XL: So, so far we are only talking about
310
781266
2453
XL: Per ora stiamo solo parlando
13:15
this light-controlled "on" switch.
311
783719
2366
di questo attivatore controllato dalla luce.
13:18
In fact, we also have a light-controlled "off" switch,
312
786085
3288
Di fatto, abbiamo anche un interruttore simile
che serve per disattivare,
che serve per disattivare,
13:21
and it's very easy to imagine that
313
789373
2080
ed è facile immaginare che
13:23
by installing this light-controlled "off" switch,
314
791453
2478
installando un interruttore per disattivare,
13:25
we can also turn off a memory, any time, anywhere.
315
793931
5588
possiamo anche cancellare un ricordo,
in qualsiasi momento, ovunque.
in qualsiasi momento, ovunque.
13:31
So everything we've been talking about today
316
799519
2214
Dunque, tutto quello di cui abbiamo discusso oggi
13:33
is based on this philosophically charged principle of neuroscience
317
801733
4677
è basato su questo sofisticato principio
delle neuroscienze
delle neuroscienze
13:38
that the mind, with its seemingly mysterious properties,
318
806410
4118
secondo cui la mente, con le sue apparenti
proprietà misteriose,
proprietà misteriose,
13:42
is actually made of physical stuff that we can tinker with.
319
810528
3645
in realtà è fatta di materia fisica
che possiamo manipolare.
che possiamo manipolare.
13:46
SR: And for me personally,
320
814173
1475
SR: E per quanto mi riguarda,
13:47
I see a world where we can reactivate
321
815648
1581
vedo un mondo dove possiamo riattivare
13:49
any kind of memory that we'd like.
322
817229
2116
qualsiasi tipo di ricordo che ci piace.
13:51
I also see a world where we can erase unwanted memories.
323
819345
3298
Vedo anche un mondo dove possiamo
cancellare i ricordi indesiderati.
cancellare i ricordi indesiderati.
13:54
Now, I even see a world where editing memories
324
822643
1936
E vedo un mondo dove modificare i ricordi
13:56
is something of a reality,
325
824579
1539
fa parte della realtà,
13:58
because we're living in a time where it's possible
326
826118
1705
perché viviamo in un tempo
dove è possibile
dove è possibile
13:59
to pluck questions from the tree of science fiction
327
827823
2225
cogliere delle domande
dall'albero della fantascienza
dall'albero della fantascienza
14:02
and to ground them in experimental reality.
328
830048
2420
e coltivarle nella realtà sperimentale.
14:04
XL: Nowadays, people in the lab
329
832468
1883
XL: Attualmente, persone in laboratorio
14:06
and people in other groups all over the world
330
834351
2386
e persone in altri gruppi in tutto il mondo
14:08
are using similar methods to activate or edit memories,
331
836737
3817
stanno utilizzando metodi simili
per attivare o modificare i ricordi,
per attivare o modificare i ricordi,
14:12
whether that's old or new, positive or negative,
332
840554
3841
siano essi nuovi o vecchi,
positivi o negativi,
positivi o negativi,
14:16
all sorts of memories so that we can understand
333
844395
2672
ogni tipo di ricordo, così
da riuscire a comprendere
da riuscire a comprendere
14:19
how memory works.
334
847067
1864
come funziona un ricordo.
14:20
SR: For example, one group in our lab
335
848931
1784
SR: Per esempio, un gruppo nel nostro laboratorio
14:22
was able to find the brain cells that make up a fear memory
336
850715
2638
è riuscito a trovare le cellule cerebrali
che creano un ricordo di paura
che creano un ricordo di paura
14:25
and converted them into a pleasurable memory, just like that.
337
853353
2775
e a trasformalo in un ricordo piacevole.
14:28
That's exactly what I mean about editing these kinds of processes.
338
856128
3062
Questo è esattamente ciò che intendo sul modificare
questo tipo di processi.
questo tipo di processi.
14:31
Now one dude in lab was even able to reactivate
339
859190
1812
Un individuo in laboratorio è riuscito a riattivare
14:33
memories of female mice in male mice,
340
861002
2501
ricordi di topi femmina in topi maschi,
14:35
which rumor has it is a pleasurable experience.
341
863503
2995
e si dice che si tratti di un'esperienza piacevole.
14:38
XL: Indeed, we are living in a very exciting moment
342
866498
4117
XL: Infatti, stiamo vivendo un momento molto emozionante
14:42
where science doesn't have any arbitrary speed limits
343
870615
3805
dove la scienza non ha alcun limite arbitrario di velocità
14:46
but is only bound by our own imagination.
344
874420
3187
ma è vincolata solo dalla nostra immaginazione.
14:49
SR: And finally, what do we make of all this?
345
877607
2147
SR: Infine, cosa ne facciamo di tutto questo?
14:51
How do we push this technology forward?
346
879754
1971
Come far avanzare questa tecnologia?
14:53
These are the questions that should not remain
347
881725
1837
Queste sono le domande che non devono rimanere
14:55
just inside the lab,
348
883562
1675
rinchiuse dentro il laboratorio,
14:57
and so one goal of today's talk was to bring everybody
349
885237
2572
quindi uno degli obiettivi del discorso di oggi
è portare tutti
è portare tutti
14:59
up to speed with the kind of stuff that's possible
350
887809
2319
al passo con ciò che è possibile fare
15:02
in modern neuroscience,
351
890128
1384
nella moderna neuroscienza,
15:03
but now, just as importantly,
352
891512
1510
ma, altrettanto fondamentale,
15:05
to actively engage everybody in this conversation.
353
893022
3332
è coinvolgere attivamente tutti in questa conversazione.
15:08
So let's think together as a team about what this all means
354
896354
2329
Quindi cerchiamo di ragionare tutti insieme,
come una squadra, su ciò che questo significa
come una squadra, su ciò che questo significa
15:10
and where we can and should go from here,
355
898683
2474
e dove possiamo e dovremmo
andare di qui in avanti
andare di qui in avanti
15:13
because Xu and I think we all have
356
901157
2098
perché Xu e io abbiamo
15:15
some really big decisions ahead of us.
357
903255
2536
alcune decisioni davvero importanti davanti a noi.
15:17
Thank you.
XL: Thank you.
XL: Thank you.
358
905791
1125
Grazie.
XL: Grazie.
XL: Grazie.
15:18
(Applause)
359
906916
1634
(Applausi)
ABOUT THE SPEAKERS
Steve Ramirez - NeuroscientistWhen Steve Ramirez published his latest study in Science, it caused a media frenzy. Why? Because the paper was on implanting false memories in the brains of mice.
Why you should listen
Steve is a graduate student at MIT’s Brain and Cognitive Sciences department pursuing a Ph.D. in neuroscience. His work focuses on finding where single memories are located throughout the brain, genetically tricking the brain cells that house these memories to respond to brief pulses of light, and then using these same flickers of light to reactivate, erase and implant memories. The goals of his research are twofold: to figure out how the brain gives rise to the seemingly ephemeral process of memory, and to predict what happens when specific brain pieces breakdown to impair cognition. His work has been published in Science and covered by New Scientist, Discover, Scientific American, and Gizmodo.
Ramirez aims to be a professor who runs a lab that plucks questions from the tree of science fiction to ground them in experimental reality. He believes that a team-oriented approach to science makes research and teaching far more exciting. When he’s not tinkering with memories in the lab, Ramirez also enjoys running and cheering on every sports team in the city of Boston.
Steve Ramirez | Speaker | TED.com
Xu Liu - Neuroscientist
In his groundbreaking work, Xu Liu investigated how to activate and deactivate specific memories in mice.
Why you should listen
During his PhD, Xu Liu studied the mechanisms of learning and memory, using fruit flies as a model system. By changing the expression of certain genes in the fly brain, he generated smart flies that can learn many times faster than their peers. Using live imaging, he also detected learning-induced changes in the brain cells and observed memory formation inside the brain with light.
After graduation, he moved to MIT and joined Dr. Susumu Tonegawa's lab as a postdoctoral associate. He continued his pursuit of memory with light there. Instead of just watching memory formation, he developed a system in mice where one can not only identify and label cells in the brain for a particular memory, but also turn these cells on and off with light to activate this memory at will. This work was published in Science and has been covered by the media worldwide. Liu passed away in February 2015.
Xu Liu | Speaker | TED.com