ما از تعامل شخصی خود با جهان یاد می‌گیریم و خاطرات ما از این تجارب به هدایت رفتارهای ما کمک می‌کنند. به‌نظر می‌رسید که تجربه و حافظه پیوندی ناگسستنی با هم داشته باشند اما گزارشی که اخیرا درمورد تشکیل خاطرات کاملا مصنوعی منتشر شده است، این ایده را زیر سؤال می‌برد.

پژوهشگران با استفاده از حیوانات آزمایشگاهی یک خاطره‌ی طبیعی خاص را با نقشه‌برداری از مدارهای مغزی پشت صحنه‌ی آن مهندسی معکوس کردند و سپس با تحریک سلول‌های مغز یک حیوان دیگر طبق الگوی خاطره‌ی طبیعی، این خاطره را به آن حیوان آموزش دادند. با انجام این کار یک خاطره‌ی مصنوعی ایجاد شد. خاطره‌ی مصنوعی به شکلی حفظ و به‌خاطرآوری شد که از خاطره‌ی طبیعی قابل تمایز نبود.

خاطرات ازنظر حس هویتی که از روایت تجارب شخصی حاصل می‌شود، ضروری‌اند. این مطالعه مهم است زیرا نشان می‌دهد که با دستکاری مدارهای خاصی در مغز، می‌توان خاطرات را از این روایات جدا کرد و آن را در غیاب کامل تجارب حقیقی شکل داد. درواقع مدارهای مغزی که به‌طور طبیعی به تجارب خاص پاسخ می‌دهند، می‌توانند به‌طور مصنوعی تحریک شده و در یک حافظه‌ی مصنوعی با هم متصل شوند. این حافظه می‌تواند به‌وسیله‌ی نشانه‌های حسی مناسب موجود در محیط ظاهر شود. پژوهش حاضر درک بنیادینی درمورد چگونگی تشکیل خاطرات در مغز فراهم می‌کند و قسمتی از علم در حال رشد دستکاری حافظه است که شامل انتقال، تقویت مصنوعی و پاک کردن خاطرات می‌شود. حاصل این تلاش‌ها می‌تواند تأثیر شگرفی روی طیف گسترده‌ای از مردم داشته باشند؛ از آن دسته افرادی که با اختلالات حافظه درگیرند، تا کسانی که از خاطرات بسیار رنج‌آور خود در عذاب هستند و البته دارای پیامدهای اجتماعی و اخلاقی گسترده‌ای نیز است.

در مطالعه‌ی اخیر حافظه‌ی طبیعی ازطریق آموزش موش‌ها برای ایجاد ارتباط بین یک بوی خاص (شکوفه‌های گیلاس) و شوک پا تشکیل شد و طی آن جوندگان یاد گرفتند که با عبور از یک فضای آزمایشی مستطیل شکل به فضای دیگری که بوی زیره می‌داد، از شوک اجتناب کنند. رایحه‌ی زیره‌ی سیاه از ماده‌ای شیمیایی به نام کاروونحاصل می‌شود، در‌حالی‌که بوی شکوفه‌های گیلاس از ماده‌ی شیمیایی استوفنون می‌آید. پژوهشگران دریافتند کهاستوفنون نوع خاصی از گیرنده را روی نوع مجزایی از سلول‌های عصبی حسی بویایی فعال می‌کند. آن‌ها برای فعال کردن سلول‌های عصبی بویایی از تکنیک اپتوژنتیک استفاده کردند. در روش اپتوژنتیک از پروتئین‌های حساس به نور برای تحریک نورون‌های خاص در پاسخ به نور وارد شده به مغز ازطریق فیبرهای نوری استفاده شد. این فیبرهای نوری طی عمل جراحی در مغز کاشته شده بودند.

پژوهشگران در نخستین آزمایش‌های خود از حیوانات ترانس‌ژنیکی که این پروتئین را فقط در اعصاب بویایی حساس به استوفنون می‌ساختند، استفاده کردند. آن‌ها با جفت کردن شوک الکتریکی پا و تحریک نوری اپتوژنتیک اعصاب بویایی حساس به استوفنون، به حیوانات آموختند که شوک را با فعالیت این اعصاب حسی حساس به استوفنون مرتبط کنند. از طرف دیگر، با جفت کردن شوک الکتریکی پا با تحریک نوری اپتوژنتیکِ اعصاب بویایی حساس به استوفنون، حیوانات را آموزش دادند تا این دو را نیز به هم مرتبط کنند. وقتی بعدا موش‌ها مورد آزمایش قرار گرفتند، آن‌ها از بوی شکوفه‌های گیلاس دوری می‌کردند. این اولین گام‌ها نشان داد که حیوانات برای به‌خاطر آوردن ارتباط بین بو و شوک ناخوشایند پا نیازی به تجربه‌ی حقیقی خود بو ندارند.

این یک حافظه‌ی کاملا مصنوعی نبود زیرا شوک کاملا واقعی بود. به‌منظور ایجاد یک حافظه‌ی کاملا مصنوعی باید مغز به طریقی تحریک می‌شد که فعالیت‌های عصبی ایجاد شده به وسیله‌ی شوک پا در آن شبیه‌سازی می‌شد. مطالعات اولیه نشان می‌داد که مسیرهای عصبی خاص منتهی به ساختاری که به آن ناحیه تگمنتوم شکمی (VTA)می‌گویند، ازنظر ماهیت ناخوشایند شوک پا مهم هستند. پژوهشگران برای ایجاد یک حافظه‌ی کاملا مصنوعی، نیاز به تحریک VTA داشتند، به همان شیوه‌ای که آن‌ها اعصاب حسی بویایی را تحریک می‌کردند، اما حیوانات ترانس‌ژنیک تنها پروتئین‌های حساس به نور را در آن اعصاب می‌ساختند. به‌منظور استفاده از تحریک اپتوژنتیک، اعصاب بویایی در همان موش‌های مهندسی ژنتیک شده تحریک شد و برای قرار دادن پروتئین‌های حساس به نور در VTA از یک ویروس استفاده شد. پژوهشگران گیرنده‌های بویایی را با استفاده از نور تحریک کردند تا بوی شکوفه‌های گیلاس را شبیه‌سازی کنند، سپس برای تقلید از شوک پا VTA را تحریک کردند. حیوانات خاطره‌ی مصنوعی را به‌خاطر آوردند و با اجتناب از شوکی که هرگز دریافت نکرده بودند، دربرابر بویی که هرگز با آن رو‌به‌رو نشده بودند، پاسخ دادند.

برای مدت زمان طولانی این موضوع یک معما بوده است که خاطرات چگونه در مغز تشکیل می‌شوند و هنگام تشکیل خاطرات چه تغییرات فیزیکی در مغز رخ می‌دهد. در این مطالعه، تحریک الکتریکی مناطق خاصی از مغز که منجر به تشکیل خاطره‌ی جدید شد، موجب فعالیت مناطق دیگری از مغز شد که آن‌ها نیز درگیر تشکیل حافظه هستند. یکی از مناطق مهم آمیگدال قاعده‌ای جانبی بود.

از آنجا که سلول‌های عصبی ازطریق اتصالاتی به نام سیناپس به هم متصل می‌شوند، تصور می‌شد که تغییر در فعالیت سیناپسی باعث تشکیل خاطرات می‌شود. در حیوانات ساده‌ای مانند حلزون اپلیسیا، خاطرات را می‌توان با استفاده از RNA استخراج شده از فردی که آن‌ خاطرات را تجربه کرده، به فرد دیگری که آن‌ها را تجربه نکرده است، انتقال داد. مولکول RNA حاوی کدهایی برای ساخت پروتئین‌هایی است که در اعصاب حیوانی که خاطره را تجربه کرده، ساخته شده است.

در جوندگان نیز خاطرات به‌صورت جزئی با استفاده از فعالیت الکتریکی ثبت‌شده از هیپوکامپ حیوان آموزش دیده، برای تحریک الگوهای مشابه فعالیت عصبی در حیوان گیرنده، انتقال داده شده است. این فرایند شبیه گزارش جدیدی است که در این‌جا شرح داده شده که در آن از تحریک فعالیت الکتریکی مدارهای عصبی خاص برای ایجاد یک خاطره استفاده می‌شود. درمورد انتقال خاطره، این الگو از حیوانات آموزش دیده می‌آید درحالی‌که در مطالعه‌ی اپتوژنتیک، الگوی فعالیت الکتریکی مرتبط با خاطره از نو درون مغز موش ایجاد می‌شود. این اولین گزارش درمورد ایجاد یک خاطره‌ی کاملا مصنوعی است و به افزایش درک ما از نحوه‌ی دستکاری خاطرات کمک می‌کند.

پژوهش درمورد حافظه و تلاش برای دستکاری آن با سرعت زیادی درحال پیشرفت است. پروتز حافظه که برای تقویت تشکیل و یادآوری خاطرات با استفاده از تحریک الکتریکی مرکز حافظه در مغز طراحی شده است، با حمایتدارپا (آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی آمریکا) توسعه پیدا کرده است. درمقابل، پاک کردن خاطرات با استفاده از ترکیبی که به آن داروی «درخشش ابدی» یا ZIP (پپتید مهارکننده‌ی زتا) می‌گویند، برای درمان خاطرات درد مزمن در حال توسعه است.

انگیزه‌های قانونی پشت این تلاش‌ها وجود دارد. حافظه، کاتب روح انسان بوده و منبع تاریخچه‌ی شخصی هر فرد است. برخی از افراد ممکن است به‌دنبال بازیابی خاطرات از دست‌رفته‌ی خود باشند. برخی دیگر مانند افرادی که دچار اختلال استرس پس از سانحه یا درد مزمن شده‌اند، ممکن است با تلاش برای پاک کردن آن‌ها به‌دنبال رهایی از خاطرات رنج‌آور خود باشند. روش‌های مورد استفاده در این‌جا برای ایجاد خاطره‌ی مصنوعی به این زودی در انسان عملی نخواهد شد: هیچ‌کدام از ما همچون حیوانات مورد استفاده در آزمایش‌ها ترانس‌ژنیک نیستیم و نیز هیچ‌ کدام از ما کاشت رشته‌های نوری و تزریق‌های ویروسی را قبول نخواهیم کرد. بااین‌حال، با پیشرفت فناوری‌ها و استراتژی‌ها، دستکاری حافظه‌ی انسان به واقعیت نزدیک‌تر می‌شود.

دخالت آژانس‌های نظامی مانند دارپا موجب می‌شود که انگیزه‌های پشت‌صحنه‌ی این گونه تلاش‌ها مورد شک و تردید قرار گیرد. آیا مواردی وجود دارد که ما باید از آن‌ها بترسیم؟ احتمالات ناخوشایند کاملا آشکارند و نیاز به توضیح ندارند.

ایجاد خاطرات مصنوعی ما را به درک نحوه‌ی تشکیل خاطرات نزدیک‌تر می‌کند و درنهایت می‌تواند به ما در درک و درمان بیماری‌های خطرناکی مانند آلزایمر کمک کند. خاطرات هسته‌ی اصلی بشریت ما را تشکیل می‌دهد و ما باید هوشیار باشیم که هرگونه دستکاری خاطرات در قالب اصول اخلاقی انجام شود.