TEDxBoston
Steve Ramirez and Xu Liu: A mouse. A laser beam. A manipulated memory.
Steve Ramirez a Xu Liu: Myš. Laserový paprsek. Zmanipulovaná paměť.
Filmed:
Readability: 4.1
1,127,889 views
Dokážeme upravit obsah našich vzpomínek? To je otázka s nádechem sci-fi, kterou si Steve Ramirez a Xu Liu pokládají ve své laboratoři na MIT. V podstatě tato dvojice střílí laserové paprsky do mozku živé myši, aby tak aktivovali a manipulovali s její pamětí. V tomto neočekávaně vtipném výstupu se s námi podělí nejen o to, jak -- ale, co je důlěžitější -- proč to dělají. (Natočena na 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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Steve Ramirez: My first year of grad school,
0
371
1556
Steve Ramirez:
Během prvního roku
Během prvního roku
00:13
I found myself in my bedroom
1
1927
2004
na vysoké škole jsem posedával na posteli,
00:15
eating lots of Ben & Jerry's
2
3931
2300
jedl hromady sladkostí Ben & Jerry's,
00:18
watching some trashy TV
3
6231
1684
sledoval hlouposti v televizi
00:19
and maybe, maybe listening to Taylor Swift.
4
7915
3227
a možná, možná jsem
poslouchal Taylor Swift.
poslouchal Taylor Swift.
00:23
I had just gone through a breakup.
5
11142
1741
Zrovna jsem za sebou měl rozchod.
00:24
(Laughter)
6
12883
1447
(Smích)
00:26
So for the longest time, all I would do
7
14330
2196
Jediné, co jsem po dlouhou
dobu dokázal dělat,
dobu dokázal dělat,
00:28
is recall the memory of this person over and over again,
8
16526
3816
bylo stále dokola
vzpomínat na onu osobu
vzpomínat na onu osobu
00:32
wishing that I could get rid of that gut-wrenching,
9
20342
2493
a přitom si přát,
abych se zbavil toho nepříjemného
abych se zbavil toho nepříjemného
00:34
visceral "blah" feeling.
10
22835
2533
úzkostného pocitu na zvracení.
00:37
Now, as it turns out, I'm a neuroscientist,
11
25368
2283
Jsem ale neurovědec,
00:39
so I knew that the memory of that person
12
27651
2402
takže jsem věděl,
že vzpomínka na tuto osobu
že vzpomínka na tuto osobu
00:42
and the awful, emotional undertones that color in that memory,
13
30053
3140
a její strašný, emocionální podtext
00:45
are largely mediated by separate brain systems.
14
33193
2634
jsou z velké části důsledkem
práce různých částí mozku.
práce různých částí mozku.
00:47
And so I thought, what if we could go into the brain
15
35827
2365
A tak mě napadlo, jestli
bychom se mohli dostat
bychom se mohli dostat
00:50
and edit out that nauseating feeling
16
38192
2090
do mozku a odstranit tyto pocity,
00:52
but while keeping the memory of that person intact?
17
40282
2970
ale přitom ponechat nedotčené
vzpomínky na danou osobu.
vzpomínky na danou osobu.
00:55
Then I realized, maybe that's a little bit lofty for now.
18
43252
2411
Pak jsem si uvědomil,
že to je asi velké sousto.
že to je asi velké sousto.
00:57
So what if we could start off by going into the brain
19
45663
2793
Proč se ale pro začátek nepodívat do mozku
01:00
and just finding a single memory to begin with?
20
48456
2633
a nezačít s pouhou jednou vzpomínkou?
01:03
Could we jump-start that memory back to life,
21
51089
2514
Mohli bychom ji přivést zpět k životu,
01:05
maybe even play with the contents of that memory?
22
53603
3868
možná si dokonce pohrát s jejím obsahem?
01:09
All that said, there is one person in the entire world right now
23
57471
2229
Chci říct, že na celém
světě je jedna osoba,
světě je jedna osoba,
01:11
that I really hope is not watching this talk.
24
59700
2055
o níž doufám,
že tuhle přednášku nesleduje.
že tuhle přednášku nesleduje.
01:13
(Laughter)
25
61755
3941
(Smích)
01:17
So there is a catch. There is a catch.
26
65696
3289
Ale je v tom háček. Je v tom háček.
01:20
These ideas probably remind you of "Total Recall,"
27
68985
2788
Tyto nápady vám
asi připomínají filmy „Total Recall",
asi připomínají filmy „Total Recall",
01:23
"Eternal Sunshine of the Spotless Mind,"
28
71773
1974
„Věčný svit neposkvrněné mysli"
01:25
or of "Inception."
29
73747
1303
nebo „Počátek".
01:27
But the movie stars that we work with
30
75050
1576
Filmovými hvězdami,
se kterými pracujeme,
se kterými pracujeme,
01:28
are the celebrities of the lab.
31
76626
1943
jsou celebrity naší laboratoře.
01:30
Xu Liu: Test mice.
32
78569
1900
Xu Liu: Laboratorní myši.
01:32
(Laughter)
33
80469
1128
(Smích)
01:33
As neuroscientists, we work in the lab with mice
34
81597
3154
My neurovědci pracujeme
v laboratořích s myšmi,
v laboratořích s myšmi,
01:36
trying to understand how memory works.
35
84751
3410
abychom pochopili,
jak funguje paměť.
jak funguje paměť.
01:40
And today, we hope to convince you that now
36
88161
2569
A jak doufáme,
dnes vás snad přesvědčíme o tom,
dnes vás snad přesvědčíme o tom,
01:42
we are actually able to activate a memory in the brain
37
90730
3216
že dokážeme v mozku
aktivovat vzpomínku
aktivovat vzpomínku
01:45
at the speed of light.
38
93946
2170
rychlostí světla.
01:48
To do this, there's only two simple steps to follow.
39
96116
3106
K tomu, abychom to dokázali,
stačí jen dva prosté kroky.
stačí jen dva prosté kroky.
01:51
First, you find and label a memory in the brain,
40
99222
3510
Za prvé, najdete a označíte paměť v mozku,
01:54
and then you activate it with a switch.
41
102732
3630
a poté ji aktivujete spínačem.
01:58
As simple as that.
42
106362
1445
Tak jednoduché to je.
01:59
(Laughter)
43
107807
1822
(Smích)
02:01
SR: Are you convinced?
44
109629
1845
SR: Už jste přesvědčení?
02:03
So, turns out finding a memory in the brain isn't all that easy.
45
111474
3721
Ukazuje se, že nalézt v mozku
vzpomínku není vůbec tak snadné.
vzpomínku není vůbec tak snadné.
02:07
XL: Indeed. This is way more difficult than, let's say,
46
115195
2803
XL: Vskutku. Je to mnohem
obtížnější než například
obtížnější než například
02:09
finding a needle in a haystack,
47
117998
2404
nalezení jehly v kupce sena,
02:12
because at least, you know, the needle is still something
48
120402
2589
protože alespoň víte, že jehla je něco,
02:14
you can physically put your fingers on.
49
122991
2500
čeho se můžete fyzicky dotknout.
02:17
But memory is not.
50
125491
1977
Ale paměť ne.
02:19
And also, there's way more cells in your brain
51
127468
3038
A mozek se skládá z podstatně
většího množství buněk
většího množství buněk
02:22
than the number of straws in a typical haystack.
52
130506
5066
než kolik je stébel v běžné kupě sena.
02:27
So yeah, this task does seem to be daunting.
53
135572
2879
Takže ano, tento úkol může
působit skličujícím dojmem.
působit skličujícím dojmem.
02:30
But luckily, we got help from the brain itself.
54
138451
3679
Ale naštěstí nám v tom
pomáhá samotný mozek.
pomáhá samotný mozek.
02:34
It turned out that all we need to do is basically
55
142130
2455
Ukázalo se, že všechno,
co potřebujeme,
co potřebujeme,
02:36
to let the brain form a memory,
56
144585
1993
je nechat mozek zformovat vzpomínku,
02:38
and then the brain will tell us which cells are involved
57
146578
3830
načež nám mozek sám řekne,
které buňky
které buňky
02:42
in that particular memory.
58
150408
1766
se na dané vzpomínce podílí.
02:44
SR: So what was going on in my brain
59
152174
2357
SR: Takže, co se dělo v mém mozku,
02:46
while I was recalling the memory of an ex?
60
154531
2094
zatímco jsem vzpomínal na svou ex?
02:48
If you were to just completely ignore human ethics for a second
61
156625
2402
Pokud byste na chvíli
nechali stranou morálku
nechali stranou morálku
02:51
and slice up my brain right now,
62
159027
1668
a rozřezali můj mozek na plátky,
02:52
you would see that there was an amazing number
63
160695
2018
spatřili byste úžasné množství
02:54
of brain regions that were active while recalling that memory.
64
162713
3178
oblastí v mozku, které se aktivovaly
během tohoto vzpomínání.
během tohoto vzpomínání.
02:57
Now one brain region that would be robustly active
65
165891
2912
Jedna oblast mozku,
která by byla zvláště aktivní,
která by byla zvláště aktivní,
03:00
in particular is called the hippocampus,
66
168803
2007
se nazývá hipokampus,
03:02
which for decades has been implicated in processing
67
170810
2455
jenž se po dlouhá léta považoval za místo,
03:05
the kinds of memories that we hold near and dear,
68
173265
2416
kde se uchovávají nám nejdražší vzpomínky,
03:07
which also makes it an ideal target to go into
69
175681
2574
což z něj zároveň činí ideální cíl pro to,
03:10
and to try and find and maybe reactivate a memory.
70
178255
2785
abychom se zde pokusili najít a snad
i obnovit paměť.
i obnovit paměť.
03:13
XL: When you zoom in into the hippocampus,
71
181040
2394
XL: Když se podíváte na hipokampus zblízka,
03:15
of course you will see lots of cells,
72
183434
2348
uvidíte samozřejmě mnoho buněk,
03:17
but we are able to find which cells are involved
73
185782
3031
ale dokážeme určit, které buňky souvisí
03:20
in a particular memory,
74
188813
1476
s konkrétními vzpomínkami,
03:22
because whenever a cell is active,
75
190289
2618
protože kdykoli je buňka aktivní,
03:24
like when it's forming a memory,
76
192907
1464
když třeba vytváří vzpomínku,
03:26
it will also leave a footprint that will later allow us to know
77
194371
3757
zanechá za sebou stopy,
které nám umožní určit,
které nám umožní určit,
03:30
these cells are recently active.
78
198128
2702
že byla v nedávné době aktivní.
03:32
SR: So the same way that building lights at night
79
200830
2160
SR:
Stejně jako nám v noci svítící okna domů
Stejně jako nám v noci svítící okna domů
03:34
let you know that somebody's probably working there at any given moment,
80
202990
2948
prozrazují, že za nimi někdo
zřejmě právě pracuje,
zřejmě právě pracuje,
03:37
in a very real sense, there are biological sensors
81
205938
3288
tak v těchto buňkách existují
03:41
within a cell that are turned on
82
209226
1954
biologické senzory,
které se zapínají
které se zapínají
03:43
only when that cell was just working.
83
211180
2135
právě tehdy, když buňky pracují.
03:45
They're sort of biological windows that light up
84
213315
1876
Jsou něco jako biologická okna,
která se rozsvítí,
která se rozsvítí,
03:47
to let us know that that cell was just active.
85
215191
1978
čímž nám dají vědět,
že je buňka aktivní.
že je buňka aktivní.
03:49
XL: So we clipped part of this sensor,
86
217169
2829
XL:
Takže jsme odpojili část tohoto senzoru
Takže jsme odpojili část tohoto senzoru
03:51
and attached that to a switch to control the cells,
87
219998
3147
a přepojili jej ke spínači,
kterým ovládáme buňky,
kterým ovládáme buňky,
03:55
and we packed this switch into an engineered virus
88
223145
3900
a tento spínač jsme zabalili
do uměle vytvořeného viru,
do uměle vytvořeného viru,
03:59
and injected that into the brain of the mice.
89
227045
2588
který jsme vstříkli do myšího mozku.
04:01
So whenever a memory is being formed,
90
229633
2634
Takže kdykoli se utvořila vzpomínka,
04:04
any active cells for that memory
91
232267
2348
tento spínač se připojil
04:06
will also have this switch installed.
92
234615
2742
ke všem aktivním buňkám.
04:09
SR: So here is what the hippocampus looks like
93
237357
1625
SR: Takže takto vypadá hipokampus
04:10
after forming a fear memory, for example.
94
238982
2840
například po zformování zážitku strachu.
04:13
The sea of blue that you see here
95
241822
2140
Moře modré, které zde vidíte,
04:15
are densely packed brain cells,
96
243962
1952
jsou nahuštěné mozkové buňky,
04:17
but the green brain cells,
97
245914
1545
ale tyto zelené mozkové buňky
04:19
the green brain cells are the ones that are holding on
98
247459
2096
jsou ty, které udržují
04:21
to a specific fear memory.
99
249555
1843
konkrétní zážitek strachu.
04:23
So you are looking at the crystallization
100
251398
1979
Takže se díváte, jak se
04:25
of the fleeting formation of fear.
101
253377
2387
krystalizuje prchavý záchvěv strachu.
04:27
You're actually looking at the cross-section of a memory right now.
102
255764
3497
Ve skutečnosti se právě teď
díváme na průřez vzpomínkou.
díváme na průřez vzpomínkou.
04:31
XL: Now, for the switch we have been talking about,
103
259261
2408
XL: Co se týče spínače,
o kterém jsme mluvili,
o kterém jsme mluvili,
04:33
ideally, the switch has to act really fast.
104
261669
2970
v ideálním případě by měl
reagovat velmi rychle.
reagovat velmi rychle.
04:36
It shouldn't take minutes or hours to work.
105
264639
2579
Nemělo by jít o minuty nebo hodiny.
04:39
It should act at the speed of the brain, in milliseconds.
106
267218
4264
Měl by reagovat rychlostí mozku,
v řádu milisekund.
v řádu milisekund.
04:43
SR: So what do you think, Xu?
107
271482
1430
SR: Takže, co navrhuješ, Xu?
04:44
Could we use, let's say, pharmacological drugs
108
272912
2602
Mohli bychom použít, řekněme,
farmaceutické látky
farmaceutické látky
04:47
to activate or inactivate brain cells?
109
275514
1838
k aktivování a deaktivování
mozkových buněk?
mozkových buněk?
04:49
XL: Nah. Drugs are pretty messy. They spread everywhere.
110
277352
4063
XL: Ty jsou docela zrádné.
Dostanou se všude.
Dostanou se všude.
04:53
And also it takes them forever to act on cells.
111
281415
3008
A taky trvá celou věčnost
než začnou působit.
než začnou působit.
04:56
So it will not allow us to control a memory in real time.
112
284423
3649
Takže by nám neumožnily
kontrolovat mozek v reálném čase.
kontrolovat mozek v reálném čase.
05:00
So Steve, how about let's zap the brain with electricity?
113
288072
4294
Ale co kdybychom prohnali
mozkem elektrický šok, Steve?
mozkem elektrický šok, Steve?
05:04
SR: So electricity is pretty fast,
114
292366
2305
SR: Elektřina je dost rychlá,
05:06
but we probably wouldn't be able to target it
115
294671
1739
ale asi bychom ji nedokázali zacílit
05:08
to just the specific cells that hold onto a memory,
116
296410
2354
na konkrétní buňky,
které udržují vzpomínky
které udržují vzpomínky
05:10
and we'd probably fry the brain.
117
298764
1878
a taky bychom asi usmažili mozek.
05:12
XL: Oh. That's true. So it looks like, hmm,
118
300642
3195
XL: Aha, to je pravda.
Takže to vypadá,
Takže to vypadá,
05:15
indeed we need to find a better way
119
303837
2611
že skutečně potřebujeme najít jiný způsob,
05:18
to impact the brain at the speed of light.
120
306448
3295
jak ovlivnit mozek rychlostí světla.
05:21
SR: So it just so happens that light travels at the speed of light.
121
309743
5086
SR:
Takové světlo se šíří rychlostí světla.
Takové světlo se šíří rychlostí světla.
05:26
So maybe we could activate or inactive memories
122
314829
3483
Možná bychom mohli k aktivaci
a deaktivaci vzpomínek
a deaktivaci vzpomínek
05:30
by just using light --
123
318312
1497
prostě použít světlo --
05:31
XL: That's pretty fast.
124
319809
1355
XL: To je celkem rychlé.
05:33
SR: -- and because normally brain cells
125
321164
1885
SR: -- a protože buňky mozku běžně
05:35
don't respond to pulses of light,
126
323049
1588
nereagují na světelné pulzy,
05:36
so those that would respond to pulses of light
127
324637
1958
pak ty, které by na ně reagovaly,
05:38
are those that contain a light-sensitive switch.
128
326595
2464
by v sobě měly spínač citlivý na světlo.
05:41
Now to do that, first we need to trick brain cells
129
329059
1946
Proto musíme nejprve
přelstít mozkové buňky,
přelstít mozkové buňky,
05:43
to respond to laser beams.
130
331005
1462
aby reagovaly na laserové paprsky.
05:44
XL: Yep. You heard it right.
131
332467
1070
XL: Ano, slyšeli jste správně.
05:45
We are trying to shoot lasers into the brain.
132
333537
2132
Snažíme se do mozku střílet laserem.
05:47
(Laughter)
133
335669
1745
(Smích)
05:49
SR: And the technique that lets us do that is optogenetics.
134
337414
3324
SR: A technika, která nám to
umožňuje, se nazývá optogenetika.
umožňuje, se nazývá optogenetika.
05:52
Optogenetics gave us this light switch that we can use
135
340738
3282
Optogenetika nám poskytuje onen
světelný spínač, který používáme
světelný spínač, který používáme
05:56
to turn brain cells on or off,
136
344020
1508
k zapnutí nebo vypnutí
mozkové buňky,
mozkové buňky,
05:57
and the name of that switch is channelrhodopsin,
137
345528
2517
název tohoto spínače je channelrhodopsin,
06:00
seen here as these green dots attached to this brain cell.
138
348045
2537
který zde představují zelené tečky
připojené k mozku.
připojené k mozku.
06:02
You can think of channelrhodopsin as a sort of light-sensitive switch
139
350582
3299
Můžete se na channelrhodopsin
dívat jako na spínač citlivý na světlo,
dívat jako na spínač citlivý na světlo,
06:05
that can be artificially installed in brain cells
140
353881
2627
který lze uměle připojit k mozkové buňce,
06:08
so that now we can use that switch
141
356508
1914
díky čemuž jej můžeme použít
06:10
to activate or inactivate the brain cell simply by clicking it,
142
358422
3013
k aktivaci a deaktivaci mozkových
buněk jeho sepnutím,
buněk jeho sepnutím,
06:13
and in this case we click it on with pulses of light.
143
361435
2468
v tomto případě sepnutím skrze
světelné pulzy.
světelné pulzy.
06:15
XL: So we attach this light-sensitive switch of channelrhodopsin
144
363903
3786
XL:
Tento spínač channelrhodopsinu připojíme
Tento spínač channelrhodopsinu připojíme
06:19
to the sensor we've been talking about
145
367689
2208
k senzoru,
o kterém jsme před chvíli mluvili,
o kterém jsme před chvíli mluvili,
06:21
and inject this into the brain.
146
369897
2455
a vstříkneme ho do mozku.
06:24
So whenever a memory is being formed,
147
372352
3211
Takže pokaždé,
když je utvářena vzpomínka,
když je utvářena vzpomínka,
06:27
any active cell for that particular memory
148
375563
2227
připojí se tyto spínače citlivé na světlo
06:29
will also have this light-sensitive switch installed in it
149
377790
3484
ke všem aktivním buňkám
spojeným s danou vzpomínkou,
spojeným s danou vzpomínkou,
06:33
so that we can control these cells
150
381274
2401
a tak můžeme tyto buňky ovládat
06:35
by the flipping of a laser just like this one you see.
151
383675
4264
jednoduchým zapínáním takovéhoto laseru.
06:39
SR: So let's put all of this to the test now.
152
387939
2864
SR: Nyní tohle všechno otestujeme.
06:42
What we can do is we can take our mice
153
390803
2135
Vezmeme naše myši,
06:44
and then we can put them in a box that looks exactly like this box here,
154
392938
2928
dáme je do krabice, která
vypadá přesně jako tato,
vypadá přesně jako tato,
06:47
and then we can give them a very mild foot shock
155
395866
2340
a potom jim dáme
velmi malý elektrický šok,
velmi malý elektrický šok,
06:50
so that they form a fear memory of this box.
156
398206
2035
aby si v paměti vytvořily zážitek
strachu spojený s touto krabicí.
strachu spojený s touto krabicí.
06:52
They learn that something bad happened here.
157
400241
1979
Naučí se, že se zde děje něco zlého.
06:54
Now with our system, the cells that are active
158
402220
2342
Díky našemu systému
06:56
in the hippocampus in the making of this memory,
159
404562
2931
budou aktivní buňky v hipokampu
06:59
only those cells will now contain channelrhodopsin.
160
407493
2883
obsahovat channelrhodopsin.
07:02
XL: When you are as small as a mouse,
161
410376
3017
XL: Pokud jste tak malí jako myš,
07:05
it feels as if the whole world is trying to get you.
162
413393
3595
připadá vám to, jako by se vás
celý svět snažil dostat.
celý svět snažil dostat.
07:08
So your best response of defense
163
416988
1748
Takže nejlepší obranná reakce
07:10
is trying to be undetected.
164
418736
2482
je snaha zůstat nezpozorován.
07:13
Whenever a mouse is in fear,
165
421218
2033
Pokaždé, když myš pocití strach,
07:15
it will show this very typical behavior
166
423251
1526
objeví se toto typické chování,
07:16
by staying at one corner of the box,
167
424777
1769
při kterém myš zůstane stát v rohu krabice,
07:18
trying to not move any part of its body,
168
426546
3118
aniž by pohla jedinou svou částí,
07:21
and this posture is called freezing.
169
429664
3295
a tento postoj se nazývá zamrznutí.
07:24
So if a mouse remembers that something bad happened in this box,
170
432959
4294
Pokud si tedy myš zapamatuje,
že se v krabici děje něco zlého,
že se v krabici děje něco zlého,
07:29
and when we put them back into the same box,
171
437253
2623
a my ji poté dáme opět do stejné krabice,
07:31
it will basically show freezing
172
439876
1804
v podstatě zamrzne,
07:33
because it doesn't want to be detected
173
441680
2285
protože nechce být spatřena
07:35
by any potential threats in this box.
174
443965
2695
žádnou potenciální hrozbou v krabici.
07:38
SR: So you can think of freezing as,
175
446660
1355
SR: Zamrznutí si můžete představit
07:40
you're walking down the street minding your own business,
176
448015
2215
jako když kráčíte ulicí, hledíte si svého
07:42
and then out of nowhere you almost run into
177
450230
1725
a najednou skoro narazíte
07:43
an ex-girlfriend or ex-boyfriend,
178
451955
2192
do své ex-přítelkyně nebo ex-přítele,
07:46
and now those terrifying two seconds
179
454147
2134
a během dvou sekund vám proběhne hlavou
07:48
where you start thinking, "What do I do? Do I say hi?
180
456281
1876
„Co mám dělat? Mám jí říct ahoj?
07:50
Do I shake their hand? Do I turn around and run away?
181
458157
1368
Mám jí podat ruku?
Mám se otočit a utéct?
Mám se otočit a utéct?
07:51
Do I sit here and pretend like I don't exist?"
182
459525
2029
Mám si tu sednout a předstírat,
že neexistuji?"
že neexistuji?"
07:53
Those kinds of fleeting thoughts that physically incapacitate you,
183
461554
3184
Jde o druh letmých myšlenek,
které vás v podstatě znehybní,
které vás v podstatě znehybní,
07:56
that temporarily give you that deer-in-headlights look.
184
464738
2746
podobně jako jelen hledí
do předních světel vozidla.
do předních světel vozidla.
07:59
XL: However, if you put the mouse in a completely different
185
467484
3291
XL: Když ale dáte myš
08:02
new box, like the next one,
186
470775
3161
do úplně jiné krabice, jako je tato,
08:05
it will not be afraid of this box
187
473936
2147
nebude mít z této krabice strach,
08:08
because there's no reason that it will be afraid of this new environment.
188
476083
4729
protože nemá žádný důvod děsit se
tohoto nového prostředí.
tohoto nového prostředí.
08:12
But what if we put the mouse in this new box
189
480812
3180
Ale co se stane, dáme-li
myš do této nové krabice,
myš do této nové krabice,
08:15
but at the same time, we activate the fear memory
190
483992
3611
ale ve stejnou chvíli
aktivujeme vzpomínku na strach
aktivujeme vzpomínku na strach
08:19
using lasers just like we did before?
191
487603
2679
použitím laseru,
jako jsme to udělali předtím?
jako jsme to udělali předtím?
08:22
Are we going to bring back the fear memory
192
490282
2854
Vyvoláme tím zážitek
strachu z první krabice
strachu z první krabice
08:25
for the first box into this completely new environment?
193
493136
3997
v tomto úplně novém prostředí?
08:29
SR: All right, and here's the million-dollar experiment.
194
497133
2735
SR: Tento experiment byl okamžikem pravdy.
08:31
Now to bring back to life the memory of that day,
195
499868
2913
Abych vám navodil atmosféru tohoto dne,
08:34
I remember that the Red Sox had just won,
196
502781
2183
vzpomínám si, že Red Sox právě vyhráli,
08:36
it was a green spring day,
197
504964
1909
byl krásný jarní den
08:38
perfect for going up and down the river
198
506873
1817
jako dělaný na procházku podél řeky
08:40
and then maybe going to the North End
199
508690
2334
a zastávku v cukrárně
08:43
to get some cannolis, #justsaying.
200
511024
2160
pro hořické trubičky.
08:45
Now Xu and I, on the other hand,
201
513184
3102
Tento den jsme byli s Xu
08:48
were in a completely windowless black room
202
516286
2829
zavření v tmavé místnosti bez oken,
08:51
not making any ocular movement that even remotely resembles an eye blink
203
519115
3661
ani jsme nemrkali
08:54
because our eyes were fixed onto a computer screen.
204
522776
2466
a upírali svoje zraky k obrazovce.
08:57
We were looking at this mouse here trying to activate a memory
205
525242
2556
Sledovali jsme,
jak se u myši aktivuje vzpomínka
jak se u myši aktivuje vzpomínka
08:59
for the first time using our technique.
206
527798
1883
prostřednictvím naší techniky.
09:01
XL: And this is what we saw.
207
529681
2688
XL: A tohle jsme viděli.
09:04
When we first put the mouse into this box,
208
532369
2202
Když jsme poprvé dali myš do krabice,
09:06
it's exploring, sniffing around, walking around,
209
534571
3113
byla zvědavá, čmuchala a pobíhala kolem,
09:09
minding its own business,
210
537684
1689
hleděla si svého,
09:11
because actually by nature,
211
539373
1701
protože myši jsou vlastně
09:13
mice are pretty curious animals.
212
541074
1979
od přírody docela zvědavá zvířátka.
09:15
They want to know, what's going on in this new box?
213
543053
2622
Chtějí vedět,
co se děje v téhle nové krabici.
co se děje v téhle nové krabici.
09:17
It's interesting.
214
545675
1531
Zajímá je to.
09:19
But the moment we turned on the laser, like you see now,
215
547206
3451
Ale ve chvíli, kdy jsme zapnuli
laser, jak můžete právě vidět,
laser, jak můžete právě vidět,
09:22
all of a sudden the mouse entered this freezing mode.
216
550657
3032
myš náhle zamrzla.
09:25
It stayed here and tried not to move any part of its body.
217
553689
4431
Zůstala stát a snažila se nehýbat.
09:30
Clearly it's freezing.
218
558120
1628
Očividně je to zamrznutí.
09:31
So indeed, it looks like we are able to bring back
219
559748
2583
Takže to vážně vypadá,
že jsme dokázali
že jsme dokázali
09:34
the fear memory for the first box
220
562331
2064
vyvolat zážitek strachu z první krabice
09:36
in this completely new environment.
221
564395
3367
v tomto úplně novém prosředí.
09:39
While watching this, Steve and I
222
567762
2112
Když jsme tohle sledovali, Steve a já jsme
09:41
are as shocked as the mouse itself.
223
569874
2133
byli šokováni stejně jako samotná myš.
09:44
(Laughter)
224
572007
1262
(Smích)
09:45
So after the experiment, the two of us just left the room
225
573269
3307
Ihned po experimentu jsme
oba odešli z místnosti,
oba odešli z místnosti,
09:48
without saying anything.
226
576576
1753
aniž bychom řekli jediné slovo.
09:50
After a kind of long, awkward period of time,
227
578329
3396
Po docela dlouhé a trapné chvíli
09:53
Steve broke the silence.
228
581725
2212
Steve ticho přerušil.
09:55
SR: "Did that just work?"
229
583937
2341
SR: „Fungovalo to?"
09:58
XL: "Yes," I said. "Indeed it worked!"
230
586278
2974
XL:
„Ano," řekl jsem. „Vážně to fungovalo!"
„Ano," řekl jsem. „Vážně to fungovalo!"
10:01
We're really excited about this.
231
589252
2117
Byli jsme opravdu nadšení.
10:03
And then we published our findings
232
591369
2624
A poté jsme publikovali naše výsledky
10:05
in the journal Nature.
233
593993
1696
v časopisu Nature.
10:07
Ever since the publication of our work,
234
595689
2471
A od této publikace naší práce
10:10
we've been receiving numerous comments
235
598160
2415
dostáváme obrovské množství komentářů
10:12
from all over the Internet.
236
600575
2125
napříč celým internetem.
10:14
Maybe we can take a look at some of those.
237
602700
3750
Ostatně se na některé
z nich můžeme podívat.
z nich můžeme podívat.
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
[„KONEČNĚ... a mnohem víc nás
teprve čeká, virtuální realita, neurální manipulace, emulace vizuálních snů..." ]
teprve čeká, virtuální realita, neurální manipulace, emulace vizuálních snů..." ]
10:20
SR: So the first thing that you'll notice is that people
239
608907
2000
SR: První věc, které si všimnete, je,
10:22
have really strong opinions about this kind of work.
240
610907
2903
že lidé mají na tento druh
práce velmi vyhraněné názory.
práce velmi vyhraněné názory.
10:25
Now I happen to completely agree with the optimism
241
613810
2554
Úplně souhlasím s optimismem
10:28
of this first quote,
242
616364
816
této první citace,
10:29
because on a scale of zero to Morgan Freeman's voice,
243
617180
2808
protože na škále od nuly
po hlas Morgana Freemana,
po hlas Morgana Freemana,
10:31
it happens to be one of the most evocative accolades
244
619988
2123
se jedná o nejburcující poctu
10:34
that I've heard come our way.
245
622111
1550
které se nám dostalo.
10:35
(Laughter)
246
623661
2196
(Smích)
10:37
But as you'll see, it's not the only opinion that's out there.
247
625857
1951
Ale jak uvidíte,
neexistuje pouze jediný názor.
neexistuje pouze jediný názor.
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
[„Tohle mě k smrti děsí... Co kdyby tohle
bylo za pár let možné provozovat na lidech?!
MŮJ BOŽE, JSME ZTRACENI"]
bylo za pár let možné provozovat na lidech?!
MŮJ BOŽE, JSME ZTRACENI"]
10:41
XL: Indeed, if we take a look at the second one,
249
629372
1918
XL:
Vskutku, pokud se podíváme na druhý názor,
Vskutku, pokud se podíváme na druhý názor,
10:43
I think we can all agree that it's, meh,
250
631290
2107
myslím si, že se všichni shodneme na tom,
10:45
probably not as positive.
251
633397
2375
že není tak pozitivní.
10:47
But this also reminds us that,
252
635772
2185
Ale zároveň nám to připomíná,
10:49
although we are still working with mice,
253
637957
2186
že i když stále pracujeme s myšmi,
10:52
it's probably a good idea to start thinking and discussing
254
640143
3517
je zřejmě dobrým nápadem začít diskutovat
10:55
about the possible ethical ramifications
255
643660
2991
o možných etických dopadech
10:58
of memory control.
256
646651
1948
spojených s ovládáním paměti.
11:00
SR: Now, in the spirit of the third quote,
257
648599
2200
SR: V duchu třetího komentáře
11:02
we want to tell you about a recent project that we've been
258
650799
1974
bychom vám rádi pověděli
o současném projektu,
o současném projektu,
11:04
working on in lab that we've called Project Inception.
259
652773
2428
na kterém pracujeme.
Má název „Projekt počátek".
Má název „Projekt počátek".
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
[„Měli by o tom natočit film, ve kterém budou
vkládat lidem do mysli myšlenky, aby je mohli
ovládat ve svůj osobní prospěch.
Budeme tomu říkat: vnuknutí."]
vkládat lidem do mysli myšlenky, aby je mohli
ovládat ve svůj osobní prospěch.
Budeme tomu říkat: vnuknutí."]
11:10
So we reasoned that now that we can reactivate a memory,
261
658444
3734
Tak jsme si řekli, když svedeme
reaktivovat vzpomínku,
reaktivovat vzpomínku,
11:14
what if we do so but then begin to tinker with that memory?
262
662178
2952
co kdybychom se pokusili si
s takovou vzpomínkou pohrát?
s takovou vzpomínkou pohrát?
11:17
Could we possibly even turn it into a false memory?
263
665130
3033
Dokážeme ji někdy
přeměnit ve falešnou vzpomínku?
přeměnit ve falešnou vzpomínku?
11:20
XL: So all memory is sophisticated and dynamic,
264
668163
4099
XL:
Celá paměť je sofistikovaná a dynamická,
Celá paměť je sofistikovaná a dynamická,
11:24
but if just for simplicity, let's imagine memory
265
672262
2979
ale pro jednoduchost si představme pamět
11:27
as a movie clip.
266
675241
1402
jako krátký film.
11:28
So far what we've told you is basically we can control
267
676643
2670
Dosud jsme vám řekli,
že v podstatě můžeme ovládat
že v podstatě můžeme ovládat
11:31
this "play" button of the clip
268
679313
1931
toto spouštěcí tlačítko filmu,
11:33
so that we can play this video clip any time, anywhere.
269
681244
4585
takže ho můžeme spustit
kdykoliv a kdekoliv.
kdykoliv a kdekoliv.
11:37
But is there a possibility that we can actually get
270
685829
2531
Existuje ale možnost,
že bychom se mohli
že bychom se mohli
11:40
inside the brain and edit this movie clip
271
688360
2860
dostat do mozku
a editovat v něm tento krátký film,
a editovat v něm tento krátký film,
11:43
so that we can make it different from the original?
272
691220
2896
a tak ho změnit od toho původního?
11:46
Yes we can.
273
694116
2178
Ano, existuje.
11:48
Turned out that all we need to do is basically
274
696294
2130
Ukázalo se, že v podstatě
vše, co potřebujeme,
vše, co potřebujeme,
11:50
reactivate a memory using lasers just like we did before,
275
698424
4275
je reaktivace paměti pomocí laserů
tak, jak jsme to udělali dříve,
tak, jak jsme to udělali dříve,
11:54
but at the same time, if we present new information
276
702699
3439
ale ve stejnou chvíli, pokud
prezentujeme novou informaci
prezentujeme novou informaci
11:58
and allow this new information to incorporate into this old memory,
277
706138
3974
a dovolíme, aby se tato informace
zakomponovala do staré paměti,
zakomponovala do staré paměti,
12:02
this will change the memory.
278
710112
2438
pak jí dokážeme změnit.
12:04
It's sort of like making a remix tape.
279
712550
3663
Je to podobné, jako když
vytváříte remixovanou nahrávku.
vytváříte remixovanou nahrávku.
12:08
SR: So how do we do this?
280
716213
2858
SR: Takže jak tohle děláme?
12:11
Rather than finding a fear memory in the brain,
281
719071
1957
Spíše než vzbuzovat ve zvířatech strach
12:13
we can start by taking our animals,
282
721028
1716
je můžeme umisťovat
12:14
and let's say we put them in a blue box like this blue box here
283
722744
2933
do těchto modrých krabic
12:17
and we find the brain cells that represent that blue box
284
725677
2494
a hledat mozkové buňky, které
reprezentují tyto krabice,
reprezentují tyto krabice,
12:20
and we trick them to respond to pulses of light
285
728171
2073
přičemž je přelstíme k reakci na světlo
12:22
exactly like we had said before.
286
730244
2121
přesně tak, jako jsme to provedli předtím.
12:24
Now the next day, we can take our animals and place them
287
732365
2124
Další den můžeme naše zvířata umístit
12:26
in a red box that they've never experienced before.
288
734489
2699
do červené krabice,
ve které nikdy dříve nebyla.
ve které nikdy dříve nebyla.
12:29
We can shoot light into the brain to reactivate
289
737188
2026
Poté můžeme do mozku posvítit a aktivovat
12:31
the memory of the blue box.
290
739214
2109
znovu vzpomínku na modrou krabici.
12:33
So what would happen here if, while the animal
291
741323
1744
Co se stane tady, když dáme zvířeti
12:35
is recalling the memory of the blue box,
292
743067
1894
během vybavování vzpomínky
na modrou krabici
na modrou krabici
12:36
we gave it a couple of mild foot shocks?
293
744961
2643
malý elektrický šok?
12:39
So here we're trying to artificially make an association
294
747604
2693
Uměle vytvoříme asociaci
12:42
between the memory of the blue box
295
750297
1915
mezi vzpomínkou na modrou krabici
12:44
and the foot shocks themselves.
296
752212
1503
a elektrickým šokem.
12:45
We're just trying to connect the two.
297
753715
1779
Prostě tuto dvojici spojíme.
12:47
So to test if we had done so,
298
755494
1543
K otestování,
zda se nám to povedlo,
zda se nám to povedlo,
12:49
we can take our animals once again
299
757037
1328
umístíme znovu naše zvířata
12:50
and place them back in the blue box.
300
758365
1946
zpátky do modré krabice.
12:52
Again, we had just reactivated the memory of the blue box
301
760311
2738
Právě teď jsme reaktivovali
vzpomínku na modrou krabici,
vzpomínku na modrou krabici,
12:55
while the animal got a couple of mild foot shocks,
302
763049
2167
zatímco zvíře dostalo malý elektrický šok,
12:57
and now the animal suddenly freezes.
303
765216
2370
načež náhle zamrzlo.
12:59
It's as though it's recalling being mildly shocked in this environment
304
767586
3202
Vypadá to, jako by si vybavovalo,
jak dostávalo v tomto prostředí šoky,
jak dostávalo v tomto prostředí šoky,
13:02
even though that never actually happened.
305
770788
3002
i přesto, že se to
ve skutečnosti nikdy nestalo.
ve skutečnosti nikdy nestalo.
13:05
So it formed a false memory,
306
773790
1862
Takže si utvořilo falešnou vzpomínku,
13:07
because it's falsely fearing an environment
307
775652
2011
protože se falešně bálo prostředí,
13:09
where, technically speaking,
308
777663
1254
ve kterém se mu technicky vzato
13:10
nothing bad actually happened to it.
309
778917
2349
nic zlého ve skutečnosti nestalo.
13:13
XL: So, so far we are only talking about
310
781266
2453
XL: Dosud jsme pouze mluvili
13:15
this light-controlled "on" switch.
311
783719
2366
o tomto světlem ovládaném spínači.
13:18
In fact, we also have a light-controlled "off" switch,
312
786085
3288
Ve skutečnosti máme
také světlem ovládaný vypínač
také světlem ovládaný vypínač
13:21
and it's very easy to imagine that
313
789373
2080
a je velmi snadné si představit,
13:23
by installing this light-controlled "off" switch,
314
791453
2478
že díky jeho instalaci,
13:25
we can also turn off a memory, any time, anywhere.
315
793931
5588
jsme kdykoliv a kdekoliv
schopni také vypnout pamět.
schopni také vypnout pamět.
13:31
So everything we've been talking about today
316
799519
2214
Takže všechno, o čem jsme dnes mluvili,
13:33
is based on this philosophically charged principle of neuroscience
317
801733
4677
je založeno na filozofickém
principu neurovědy,
principu neurovědy,
13:38
that the mind, with its seemingly mysterious properties,
318
806410
4118
že mysl se svými zdánlivě
tajemnými vlastnostmi,
tajemnými vlastnostmi,
13:42
is actually made of physical stuff that we can tinker with.
319
810528
3645
je vlastně tvořena fyzickou hmotou,
se kterou si můžeme pohrát.
se kterou si můžeme pohrát.
13:46
SR: And for me personally,
320
814173
1475
SR: Osobně před námi vidím
13:47
I see a world where we can reactivate
321
815648
1581
svět, ve kterém budeme moci
13:49
any kind of memory that we'd like.
322
817229
2116
obnovit jakoukoli vzpomínku budeme chtít.
13:51
I also see a world where we can erase unwanted memories.
323
819345
3298
Také vidím svět, kde můžeme
vymazat nechtěné vzpomínky.
vymazat nechtěné vzpomínky.
13:54
Now, I even see a world where editing memories
324
822643
1936
Vidím svět, ve kterém
je úprava vzpomínek
je úprava vzpomínek
13:56
is something of a reality,
325
824579
1539
něčím reálným,
13:58
because we're living in a time where it's possible
326
826118
1705
protože žijeme v době, kdy je možné
13:59
to pluck questions from the tree of science fiction
327
827823
2225
trhat otázky ze stromu science-fiction
14:02
and to ground them in experimental reality.
328
830048
2420
a sázet je na půdu
experimentální skutečnosti.
experimentální skutečnosti.
14:04
XL: Nowadays, people in the lab
329
832468
1883
XL: V dnešní době lidé v laboratořích
14:06
and people in other groups all over the world
330
834351
2386
a lidé v dalších skupinách po celém světě
14:08
are using similar methods to activate or edit memories,
331
836737
3817
použivají podobné metody
k aktivování nebo upravování vzpomínek,
k aktivování nebo upravování vzpomínek,
14:12
whether that's old or new, positive or negative,
332
840554
3841
ať už jsou staré nebo nové,
pozitivní nebo negativní,
pozitivní nebo negativní,
14:16
all sorts of memories so that we can understand
333
844395
2672
všechny typy vzpomínek,
abychom mohli porozumět,
abychom mohli porozumět,
14:19
how memory works.
334
847067
1864
jak paměť funguje.
14:20
SR: For example, one group in our lab
335
848931
1784
SR:
Například, jedna skupina z naší laboratoře
Například, jedna skupina z naší laboratoře
14:22
was able to find the brain cells that make up a fear memory
336
850715
2638
nalezla mozkové buňky,
které vytváří zážitky strachu
které vytváří zážitky strachu
14:25
and converted them into a pleasurable memory, just like that.
337
853353
2775
a jen tak je převádí na příjemné vjemy.
14:28
That's exactly what I mean about editing these kinds of processes.
338
856128
3062
To je přesně to, co si představuji
pod úpravami takovýchto procesů.
pod úpravami takovýchto procesů.
14:31
Now one dude in lab was even able to reactivate
339
859190
1812
Jeden kolega v naší laboratoři
dokonce reaktivoval
dokonce reaktivoval
14:33
memories of female mice in male mice,
340
861002
2501
vzpomínky samičky v myším samečkovi,
14:35
which rumor has it is a pleasurable experience.
341
863503
2995
o čemž se říká, že je to
docela příjemný zážitek.
docela příjemný zážitek.
14:38
XL: Indeed, we are living in a very exciting moment
342
866498
4117
XL: Skutečně žijeme ve velmi úžasné době,
14:42
where science doesn't have any arbitrary speed limits
343
870615
3805
kdy věda nemá žádná
nahodilá rychlostní omezení,
nahodilá rychlostní omezení,
14:46
but is only bound by our own imagination.
344
874420
3187
ale je svázana pouze
naší vlastní představivostí.
naší vlastní představivostí.
14:49
SR: And finally, what do we make of all this?
345
877607
2147
SR: A konečně, co z toho všeho máme?
14:51
How do we push this technology forward?
346
879754
1971
Jak posuneme tuto technologii kupředu?
14:53
These are the questions that should not remain
347
881725
1837
To jsou otázky, které by neměly
14:55
just inside the lab,
348
883562
1675
zůstat pouze uvnitř laboratoře,
14:57
and so one goal of today's talk was to bring everybody
349
885237
2572
a jeden z našich cílů dnešní prezentace
14:59
up to speed with the kind of stuff that's possible
350
887809
2319
bylo seznámit všechny s tím,
15:02
in modern neuroscience,
351
890128
1384
co všechno dnešní neurověda dokáže,
15:03
but now, just as importantly,
352
891512
1510
ale nyní je stejně tak důležité
15:05
to actively engage everybody in this conversation.
353
893022
3332
aktivně zapojit všechny
do této konverzace.
do této konverzace.
15:08
So let's think together as a team about what this all means
354
896354
2329
Takže se zamysleme jako tým nad tím,
co to všechno znamená,
co to všechno znamená,
15:10
and where we can and should go from here,
355
898683
2474
a kam můžeme a měli bychom směřovat,
15:13
because Xu and I think we all have
356
901157
2098
protože Xu a já si myslíme, že nás všechny
15:15
some really big decisions ahead of us.
357
903255
2536
čekají opravdu velká rozhodnutí.
15:17
Thank you.
XL: Thank you.
XL: Thank you.
358
905791
1125
Děkujeme.
XL: Děkujeme.
XL: Děkujeme.
15:18
(Applause)
359
906916
1634
(Potlesk)
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