Steve Ramirez and Xu Liu: A mouse. A laser beam. A manipulated memory.

Steve Ramirez & Xu Liu: Eine Maus. Ein Laserstrahl. Eine manipulierte Erinnerung.

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2013-08-15 ・ TED


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Steve Ramirez & Xu Liu: Eine Maus. Ein Laserstrahl. Eine manipulierte Erinnerung.

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TED


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Übersetzung: Salome Wigger Lektorat: Judith Matz
00:12
Steve Ramirez: My first year of grad school,
0
12371
2096
Steve Ramirez: Im ersten Jahr an der Uni
saß ich in meinem Zimmer,
00:14
I found myself in my bedroom
1
14491
1416
00:15
eating lots of Ben & Jerry's
2
15931
2276
aß eimerweise "Ben & Jerry's"-Eis,
00:18
watching some trashy TV
3
18231
1660
schaute irgendwelchen Schund im TV
00:19
and maybe, maybe listening to Taylor Swift.
4
19915
3203
und nur vielleicht hörte ich dabei Taylor Swift.
00:23
I had just gone through a breakup.
5
23142
1717
Ich hatte gerade eine Trennung hinter mir.
00:24
(Laughter)
6
24883
1423
(Gelächter)
00:26
So for the longest time, all I would do
7
26330
2172
Lange Zeit rief ich mir immer wieder
00:28
is recall the memory of this person over and over again,
8
28526
3792
Erinnerungen an diese Person ins Gedächtnis
00:32
wishing that I could get rid of that gut-wrenching,
9
32342
2469
und wünschte, ich könnte dieses herzzerreißende
00:34
visceral "blah" feeling.
10
34835
2509
graue Gefühl in meinem Inneren loswerden.
00:37
Now, as it turns out, I'm a neuroscientist,
11
37368
2259
Nun bin ich ja zufällig Neurowissenschaftler
00:39
so I knew that the memory of that person
12
39651
2378
und so wusste ich, dass die Erinnerung an jene Person
00:42
and the awful, emotional undertones that color in that memory,
13
42053
3116
und der furchtbare emotionale Unterton dieser Erinnerung
00:45
are largely mediated by separate brain systems.
14
45193
2610
von unterschiedlichen Systemen im Gehirn gesteuert werden.
00:47
And so I thought, what if we could go into the brain
15
47827
2477
So überlegte ich: Wie wäre es, wenn man ins Gehirn eindringen
00:50
and edit out that nauseating feeling
16
50328
1930
und dieses widerliche Gefühl herauslöschen,
00:52
but while keeping the memory of that person intact?
17
52282
2946
aber die Erinnerung an die Person intakt lassen könnte?
00:55
Then I realized, maybe that's a little bit lofty for now.
18
55252
2667
Ich merkte aber, dass das für den Moment etwas viel verlangt ist.
00:57
So what if we could start off by going into the brain
19
57943
2489
Aber vielleicht könnte man ja ins Gehirn eindringen
01:00
and just finding a single memory to begin with?
20
60456
2609
und mit einer einzigen Erinnerung anfangen?
01:03
Could we jump-start that memory back to life,
21
63089
2490
Könnte man diese Erinnerung wieder zurückholen
01:05
maybe even play with the contents of that memory?
22
65603
3844
und vielleicht sogar mit ihrem Inhalt spielen?
01:09
All that said, there is one person in the entire world right now
23
69471
2205
Bei all dem hoffe ich, dass eine ganz bestimmte Person
01:11
that I really hope is not watching this talk.
24
71700
2143
diesen Vortrag nicht hört.
01:13
(Laughter)
25
73867
3805
(Gelächter)
01:17
So there is a catch. There is a catch.
26
77696
3265
Es gibt nämlich einen Haken. Es gibt einen Haken.
01:20
These ideas probably remind you of "Total Recall,"
27
80985
2764
Diese Ideen erinnern zwar an Filme wie "Total Recall",
01:23
"Eternal Sunshine of the Spotless Mind,"
28
83773
1950
"Eternal Sunshine of the Spotless Mind",
01:25
or of "Inception."
29
85747
1279
oder "Inception".
01:27
But the movie stars that we work with
30
87050
1762
Aber die Stars, mit denen wir arbeiten,
01:28
are the celebrities of the lab.
31
88836
1709
sind die Berühmtheiten aus dem Labor.
01:30
Xu Liu: Test mice.
32
90569
1876
Xu Liu: Labormäuse.
01:32
(Laughter)
33
92469
1104
(Gelächter)
01:33
As neuroscientists, we work in the lab with mice
34
93597
3130
Als Neurowissenschaftler arbeiten wir im Labor mit Mäusen
01:36
trying to understand how memory works.
35
96751
3386
und versuchen zu verstehen, wie das Gedächtnis funktioniert.
01:40
And today, we hope to convince you that now
36
100161
2545
Heute möchten wir Sie davon überzeugen,
01:42
we are actually able to activate a memory in the brain
37
102730
3192
dass es wirklich möglich ist, eine Erinnerung im Gehirn
01:45
at the speed of light.
38
105946
2146
zu aktivieren – in Lichtgeschwindigkeit.
01:48
To do this, there's only two simple steps to follow.
39
108116
3082
Es gibt dabei zwei einfache Schritte.
01:51
First, you find and label a memory in the brain,
40
111222
3486
Zuerst sucht man eine Erinnerung im Gehirn und markiert sie.
01:54
and then you activate it with a switch.
41
114732
3606
Danach aktiviert man sie mit einem Schalter.
01:58
As simple as that.
42
118362
1421
So einfach ist das.
01:59
(Laughter)
43
119807
1798
(Gelächter)
02:01
SR: Are you convinced?
44
121629
1821
SR: Glauben Sie uns nicht?
02:03
So, turns out finding a memory in the brain isn't all that easy.
45
123474
3697
Ehrlich gesagt, es ist nicht ganz so einfach, eine Erinnerung im Gehirn zu finden.
02:07
XL: Indeed. This is way more difficult than, let's say,
46
127195
2779
XL: Richtig. Es ist sogar viel schwieriger,
02:09
finding a needle in a haystack,
47
129998
2380
als beispielsweise eine Nadel im Heuhaufen zu finden,
02:12
because at least, you know, the needle is still something
48
132402
2715
denn bekanntlich ist eine Nadel wenigstens etwas,
das man real anfassen kann.
02:15
you can physically put your fingers on.
49
135141
2326
02:17
But memory is not.
50
137491
1953
Die Erinnerung hingegen kann man nicht anfassen.
02:19
And also, there's way more cells in your brain
51
139468
3014
Außerdem gibt es viel mehr Zellen in einem Gehirn
02:22
than the number of straws in a typical haystack.
52
142506
5042
als Strohhalme in einem typischen Heuhaufen.
02:27
So yeah, this task does seem to be daunting.
53
147572
2855
Die Aufgabe ist also ein wenig einschüchternd.
02:30
But luckily, we got help from the brain itself.
54
150451
3655
Zum Glück hilft uns aber das Gehirn selbst dabei.
02:34
It turned out that all we need to do is basically
55
154130
2431
Es zeigte sich, dass wir das Gehirn nur dazu bringen müssen,
02:36
to let the brain form a memory,
56
156585
1969
eine Erinnerung zu erschaffen.
02:38
and then the brain will tell us which cells are involved
57
158578
3806
Danach zeigt es uns selber, welche Zellen
02:42
in that particular memory.
58
162408
1742
an genau dieser Erinnerung beteiligt sind.
02:44
SR: So what was going on in my brain
59
164174
2333
SR: Was passierte also in meinem Gehirn,
02:46
while I was recalling the memory of an ex?
60
166531
2070
während ich mich an meine Ex erinnerte?
02:48
If you were to just completely ignore human ethics for a second
61
168625
2378
Wenn man die menschliche Moral mal kurz ignorieren
02:51
and slice up my brain right now,
62
171027
1644
und mein Gehirn in Scheiben schneiden würde,
02:52
you would see that there was an amazing number
63
172695
2191
könnte man sehen, dass eine unglaubliche Zahl
02:54
of brain regions that were active while recalling that memory.
64
174910
2957
von Hirnregionen aktiv war, während ich diese Erinnerung abrief.
02:57
Now one brain region that would be robustly active
65
177891
2888
Eine Hirnregion wäre dabei besonders aktiv:
03:00
in particular is called the hippocampus,
66
180803
1983
Der Hippocampus, von dem man seit Jahrzehnten annahm,
03:02
which for decades has been implicated in processing
67
182810
2431
dass er die Erinnerungen an das, was uns lieb und teuer ist,
03:05
the kinds of memories that we hold near and dear,
68
185265
2392
verarbeitet. und dadurch
03:07
which also makes it an ideal target to go into
69
187681
2550
ist er ein idealer Ort, um nach einer Erinnerung zu suchen,
03:10
and to try and find and maybe reactivate a memory.
70
190255
2761
die vielleicht reaktiviert werden könnte.
03:13
XL: When you zoom in into the hippocampus,
71
193040
2370
XL: Wenn man in den Hippocampus hineinschaut,
03:15
of course you will see lots of cells,
72
195434
2324
sieht man natürlich eine Menge Zellen,
03:17
but we are able to find which cells are involved
73
197782
3007
doch wir können auch sehen, welche Zellen
03:20
in a particular memory,
74
200813
1452
an einer bestimmten Erinnerung beteiligt sind.
03:22
because whenever a cell is active,
75
202289
2594
Wenn eine Zelle nämlich aktiv ist,
03:24
like when it's forming a memory,
76
204907
1524
etwa, wenn sie eine Erinnerung erzeugt,
03:26
it will also leave a footprint that will later allow us to know
77
206455
3649
hinterlässt sie einen Abdruck, der uns später zeigt,
03:30
these cells are recently active.
78
210128
2678
dass sie kürzlich aktiv war.
03:32
SR: So the same way that building lights at night
79
212830
2334
SR: Es ist wie ein Gebäude, dessen Lichter in der Nacht zeigen,
dass dort zu einem bestimmten Zeitpunkt wahrscheinlich jemand arbeitet.
03:35
let you know that somebody's probably working there at any given moment,
80
215188
3429
Genauso gibt es biologische Sensoren in einer Zelle,
03:38
in a very real sense, there are biological sensors
81
218641
2561
03:41
within a cell that are turned on
82
221226
1930
die nur dann eingeschaltet sind,
03:43
only when that cell was just working.
83
223180
2111
wenn diese Zelle gerade gearbeitet hat.
03:45
They're sort of biological windows that light up
84
225315
2286
Diese biologischen "erleuchteten Fenster" zeigen also,
03:47
to let us know that that cell was just active.
85
227625
2191
dass eine Zelle soeben aktiv war.
03:49
XL: So we clipped part of this sensor,
86
229840
2134
XL: Wir trennten nun einen Teil dieses Sensors ab
03:51
and attached that to a switch to control the cells,
87
231998
3123
und befestigten ihn an einem Schalter, der die Zellen kontrolliert
03:55
and we packed this switch into an engineered virus
88
235145
3876
und packten den Schalter dann in einen modifizierten Virus
03:59
and injected that into the brain of the mice.
89
239045
2564
und spritzten diesen ins Gehirn der Mäuse.
04:01
So whenever a memory is being formed,
90
241633
2610
Wenn nun eine Erinnerung gebildet wird,
04:04
any active cells for that memory
91
244267
2324
werden alle aktiven Zellen dieser Erinnerung
04:06
will also have this switch installed.
92
246615
2718
auch mit diesem Schalter ausgestattet sein.
04:09
SR: So here is what the hippocampus looks like
93
249357
2191
SR: So sieht der Hippocampus also beispielsweise aus,
nachdem sich eine Erinnerung an Angst gebildet hat.
04:11
after forming a fear memory, for example.
94
251572
2226
04:13
The sea of blue that you see here
95
253822
2116
Dieses blaue Meer hier
04:15
are densely packed brain cells,
96
255962
1928
sind dichtgepackte Hirnzellen,
04:17
but the green brain cells,
97
257914
1521
aber die grünen Hirnzellen,
04:19
the green brain cells are the ones that are holding on
98
259459
2572
die grünen Zellen sind jene, die eine spezielle Erinnerung
an Angst in sich tragen.
04:22
to a specific fear memory.
99
262055
1319
04:23
So you are looking at the crystallization
100
263398
1955
Wir sehen also hier, wie die flüchtige Struktur der Angst
04:25
of the fleeting formation of fear.
101
265377
2363
kristallisiert wurde.
04:27
You're actually looking at the cross-section of a memory right now.
102
267764
3473
Dieses Bild ist nämlich der Querschnitt einer Erinnerung.
04:31
XL: Now, for the switch we have been talking about,
103
271261
2429
XL: Nun zum Schalter, den wir erwähnt haben:
04:33
ideally, the switch has to act really fast.
104
273714
2901
Dieser Schalter sollte sehr schnell reagieren
04:36
It shouldn't take minutes or hours to work.
105
276639
2555
und nicht Minuten oder gar Stunden dafür brauchen.
04:39
It should act at the speed of the brain, in milliseconds.
106
279218
4240
Er sollte so schnell sein wie das Gehirn und in Millisekunden funktionieren.
04:43
SR: So what do you think, Xu?
107
283482
1406
SR: Was meinst du, Xu?
04:44
Could we use, let's say, pharmacological drugs
108
284912
2578
Könnten wir zum Beispiel ein Medikament verwenden,
04:47
to activate or inactivate brain cells?
109
287514
1814
das die Hirnzellen aktiviert oder deaktiviert?
04:49
XL: Nah. Drugs are pretty messy. They spread everywhere.
110
289352
4039
XL: Nee. Medikamente sind zu chaotisch. Sie verteilen sich überall.
04:53
And also it takes them forever to act on cells.
111
293415
2984
Außerdem dauert es ewig, bis die Zellen darauf reagieren.
04:56
So it will not allow us to control a memory in real time.
112
296423
3625
Damit könnten wir die Erinnerungen nicht in Echtzeit kontrollieren.
05:00
So Steve, how about let's zap the brain with electricity?
113
300072
4270
Was meinst du, Steve, vielleicht würde es mit Stromschlägen funktionieren?
05:04
SR: So electricity is pretty fast,
114
304366
2281
SR: Strom wäre vielleicht schnell genug,
05:06
but we probably wouldn't be able to target it
115
306671
1715
aber es wäre schwierig, damit genau die Zellen zu treffen,
05:08
to just the specific cells that hold onto a memory,
116
308410
2429
die eine Erinnerung festhalten
05:10
and we'd probably fry the brain.
117
310863
1755
und wahrscheinlich würde das Gehirn dabei verbrutzeln.
05:12
XL: Oh. That's true. So it looks like, hmm,
118
312642
3171
XL: Oh, das stimmt wohl. Hmm, dann müssen wir eben
05:15
indeed we need to find a better way
119
315837
2587
eine bessere Methode finden,
05:18
to impact the brain at the speed of light.
120
318448
3271
die mit Lichtgeschwindigkeit auf die Hirnzellen wirkt.
05:21
SR: So it just so happens that light travels at the speed of light.
121
321743
5062
SR: Zufälligerweise breitet sich ja Licht mit Lichtgeschwindigkeit aus.
05:26
So maybe we could activate or inactive memories
122
326829
3459
Vielleicht könnte man also Licht verwenden,
05:30
by just using light --
123
330312
1473
um Erinnerungen zu aktivieren oder deaktivieren.
05:31
XL: That's pretty fast.
124
331809
1331
XL: Das wäre ziemlich schnell.
05:33
SR: -- and because normally brain cells
125
333164
1861
SR: – und da Hirnzellen normalerweise
05:35
don't respond to pulses of light,
126
335049
1572
nicht auf Lichtpulse reagieren,
05:36
so those that would respond to pulses of light
127
336645
1934
würden nur jene auf diese Pulse reagieren,
05:38
are those that contain a light-sensitive switch.
128
338603
2432
die einen lichtempfindlichen Schalter besitzen.
05:41
Now to do that, first we need to trick brain cells
129
341059
1922
Als erstes müssen wir also Hirnzellen dazu bringen,
05:43
to respond to laser beams.
130
343005
1438
dass sie auf Laserstrahlen reagieren.
05:44
XL: Yep. You heard it right.
131
344467
1046
XL: Jawohl, so ist es.
05:45
We are trying to shoot lasers into the brain.
132
345537
2143
Wir wollen Laserstrahlen ins Gehirn schießen.
05:47
(Laughter)
133
347704
1686
(Gelächter)
05:49
SR: And the technique that lets us do that is optogenetics.
134
349414
3300
SR: Die Technologie, die wir dabei verwenden, heißt Optogenetik.
05:52
Optogenetics gave us this light switch that we can use
135
352738
3258
Mit Optogenetik wird dieser Schalter hergestellt,
05:56
to turn brain cells on or off,
136
356020
1484
mit dem die Hirnzellen an- oder abgeschaltet werden.
05:57
and the name of that switch is channelrhodopsin,
137
357528
2493
Dieser Schalter heißt Channelrhodopsin
06:00
seen here as these green dots attached to this brain cell.
138
360045
2513
und ist hier sichtbar als grüne Punkte an dieser Hirnzelle.
06:02
You can think of channelrhodopsin as a sort of light-sensitive switch
139
362582
3286
Man kann sich das Channelrhodopsin als eine Art lichtempfindlichen Schalter vorstellen,
06:05
that can be artificially installed in brain cells
140
365892
2592
der künstlich in Hirnzellen eingebaut wird,
06:08
so that now we can use that switch
141
368508
1890
so dass die Hirnzellen nun an- und abgeschaltet werden können,
06:10
to activate or inactivate the brain cell simply by clicking it,
142
370422
3000
indem man diesen Schalter betätigt
06:13
and in this case we click it on with pulses of light.
143
373446
2524
und in unserem Fall wird der Schalter mit Lichtpulsen gesteuert.
06:15
XL: So we attach this light-sensitive switch of channelrhodopsin
144
375994
3671
XL: Wir befestigen also diesen lichtempfindlichen Channelrhodopsin-Schalter
06:19
to the sensor we've been talking about
145
379689
2184
am Sensor, der vorher erwähnt wurde,
06:21
and inject this into the brain.
146
381897
2431
und spritzen das Ganze ins Gehirn.
06:24
So whenever a memory is being formed,
147
384352
3187
Wenn jetzt eine neue Erinnerung entsteht,
06:27
any active cell for that particular memory
148
387563
2203
wird jede aktive Zelle dieser Erinnerung
06:29
will also have this light-sensitive switch installed in it
149
389790
3460
einen solchen lichtempfindlichen Schalter besitzen,
06:33
so that we can control these cells
150
393274
2377
und wir können diese Zellen
06:35
by the flipping of a laser just like this one you see.
151
395675
4240
mit einem solchen Laserstrahl kontrollieren.
06:39
SR: So let's put all of this to the test now.
152
399939
2840
SR: Probieren wir das doch gleich mal aus.
06:42
What we can do is we can take our mice
153
402803
2111
Wir nehmen also unsere Mäuse
06:44
and then we can put them in a box that looks exactly like this box here,
154
404938
2904
und setzen sie in eine Kiste wie diese hier
06:47
and then we can give them a very mild foot shock
155
407866
2316
und versetzen ihnen einen ganz leichten Stromschlag am Fuß.
06:50
so that they form a fear memory of this box.
156
410206
2048
Diese Kiste löst dadurch eine Erinnerung an Angst aus.
06:52
They learn that something bad happened here.
157
412278
2059
Die Mäuse lernen, dass hier etwas Schlimmes passiert ist.
06:54
Now with our system, the cells that are active
158
414361
2318
Durch unser System werden die Zellen, die im Hippocampus
06:56
in the hippocampus in the making of this memory,
159
416703
2766
an der Entstehung dieser Erinnerung beteiligt sind,
06:59
only those cells will now contain channelrhodopsin.
160
419493
2859
genau diese Zellen werden nun das Channelrhodopsin enthalten.
07:02
XL: When you are as small as a mouse,
161
422376
2993
XL Wenn man so klein ist wie eine Maus,
07:05
it feels as if the whole world is trying to get you.
162
425393
3571
fühlt man sich von der ganzen Welt bedroht
07:08
So your best response of defense
163
428988
1724
und die beste Verteidigungsstrategie ist,
07:10
is trying to be undetected.
164
430736
2458
möglichst nicht entdeckt zu werden.
07:13
Whenever a mouse is in fear,
165
433218
2009
Wenn eine Maus also Angst hat,
07:15
it will show this very typical behavior
166
435251
1858
zeigt sie dieses typische Verhalten:
Sie bleibt in einer Ecke der Kiste
07:17
by staying at one corner of the box,
167
437133
1745
07:18
trying to not move any part of its body,
168
438902
2738
und versucht, keinen Körperteil zu bewegen.
07:21
and this posture is called freezing.
169
441664
3271
Diese Haltung nennt man Erstarrung.
07:24
So if a mouse remembers that something bad happened in this box,
170
444959
4270
Wenn sich die Maus nun erinnert, dass in dieser Kiste etwas Schlimmes passiert ist,
07:29
and when we put them back into the same box,
171
449253
2599
und wir sie wieder in die gleiche Kiste setzen,
07:31
it will basically show freezing
172
451876
1780
wird sie mit Erstarrung reagieren,
07:33
because it doesn't want to be detected
173
453680
2261
weil sie von den bedrohlichen Dingen in der Kiste
07:35
by any potential threats in this box.
174
455965
2671
nicht entdeckt werden will.
07:38
SR: So you can think of freezing as,
175
458660
1331
SR: Die Erstarrung kann man sich also etwa so vorstellen,
07:40
you're walking down the street minding your own business,
176
460015
2191
wie wenn man nichtsahnend eine Straße entlang geht
07:42
and then out of nowhere you almost run into
177
462230
2048
und plötzlich, aus dem Nichts heraus,
auf den Ex-Freund oder die Ex-Freundin trifft.
07:44
an ex-girlfriend or ex-boyfriend,
178
464302
1821
07:46
and now those terrifying two seconds
179
466147
2110
Zwei furchtbare Sekunden lang wird man überlegen:
07:48
where you start thinking, "What do I do? Do I say hi?
180
468281
1852
"Was soll ich bloß tun? Hallo sagen?
07:50
Do I shake their hand? Do I turn around and run away?
181
470157
1344
Die Hand schütteln? Mich umdrehen und wegrennen?
07:51
Do I sit here and pretend like I don't exist?"
182
471525
2005
Oder soll ich mich totstellen?"
07:53
Those kinds of fleeting thoughts that physically incapacitate you,
183
473554
3160
Durch diese flüchtigen Gedanken wird man einen Moment wie gelähmt sein
07:56
that temporarily give you that deer-in-headlights look.
184
476738
2722
und wie ein Kaninchen vor der Schlange stehen.
07:59
XL: However, if you put the mouse in a completely different
185
479484
3267
XL: Wird die Maus nun aber in eine total andere Kiste gesetzt,
08:02
new box, like the next one,
186
482775
3137
wie diese hier,
08:05
it will not be afraid of this box
187
485936
2123
wird sie keine Angst haben,
08:08
because there's no reason that it will be afraid of this new environment.
188
488083
4705
da sie keinen Grund hat, sich vor dieser neuen Umgebung zu fürchten.
08:12
But what if we put the mouse in this new box
189
492812
3156
Doch was geschieht, wenn wir die Maus in die neue Kiste setzen
08:15
but at the same time, we activate the fear memory
190
495992
3587
und gleichzeitig mit dem Laserstrahl
08:19
using lasers just like we did before?
191
499603
2655
ihre Erinnerung an Angst aktivieren?
08:22
Are we going to bring back the fear memory
192
502282
2830
Können wir die Angst-Erinnerung von der ersten Kiste
08:25
for the first box into this completely new environment?
193
505136
3973
in dieser neuen Umgebung wieder hervorrufen?
08:29
SR: All right, and here's the million-dollar experiment.
194
509133
2711
SR: Hier ist das Millionen-Dollar-Experiment.
08:31
Now to bring back to life the memory of that day,
195
511868
2889
Ich erinnere mich genau an den Tag:
08:34
I remember that the Red Sox had just won,
196
514781
2159
ich weiß noch, dass die Red Sox gerade gewonnen hatten;
08:36
it was a green spring day,
197
516964
1885
es war ein grüner Frühlingstag,
08:38
perfect for going up and down the river
198
518873
1858
perfekt für einen Spaziergang am Fluss,
08:40
and then maybe going to the North End
199
520755
2245
und vielleicht einen Abstecher ins italienische Viertel,
08:43
to get some cannolis, #justsaying.
200
523024
2135
um ein paar Cannoli zu holen, ich sag's nur.
08:45
Now Xu and I, on the other hand,
201
525183
3078
Xu und ich saßen jedoch
08:48
were in a completely windowless black room
202
528285
2806
in einem fensterlosen, dunklen Raum
08:51
not making any ocular movement that even remotely resembles an eye blink
203
531115
3636
und bewegten nicht einmal unsere Augenlider,
08:54
because our eyes were fixed onto a computer screen.
204
534775
2443
weil wir einen Computerbildschirm anstarrten.
08:57
We were looking at this mouse here trying to activate a memory
205
537242
2953
Wir schauten diese Maus an und versuchten zum ersten Mal,
mithilfe unserer Technologie eine Erinnerung zu aktivieren.
09:00
for the first time using our technique.
206
540219
1859
XL: Und das sahen wir:
09:02
XL: And this is what we saw.
207
542102
2243
09:04
When we first put the mouse into this box,
208
544369
2178
Als wir die Maus in die Kiste setzten,
09:06
it's exploring, sniffing around, walking around,
209
546571
3089
begann sie diese zu erforschen; sie schnüffelte herum,
09:09
minding its own business,
210
549684
1665
ging herum, dachte nichts Böses,
09:11
because actually by nature,
211
551373
1677
denn Mäuse sind von Natur aus
09:13
mice are pretty curious animals.
212
553074
1955
ziemlich neugierige Tiere.
09:15
They want to know, what's going on in this new box?
213
555053
2598
Sie wollen wissen, was in der neuen Kiste so los ist.
09:17
It's interesting.
214
557675
1507
Es ist interessant.
09:19
But the moment we turned on the laser, like you see now,
215
559206
3427
Aber in dem Moment, als wir den Laser anschalteten – jetzt –
09:22
all of a sudden the mouse entered this freezing mode.
216
562657
3008
erstarrte die Maus plötzlich.
09:25
It stayed here and tried not to move any part of its body.
217
565689
4407
Sie blieb stehen und versuchte, sich nicht zu bewegen.
09:30
Clearly it's freezing.
218
570120
1604
Man sieht die Erstarrung.
09:31
So indeed, it looks like we are able to bring back
219
571748
2559
Allem Anschein nach konnten wir also wirklich
09:34
the fear memory for the first box
220
574331
2040
die Erinnerung an die Angst von der ersten Kiste
09:36
in this completely new environment.
221
576395
3343
in der neuen Umgebung wieder aktivieren.
09:39
While watching this, Steve and I
222
579762
2088
Während wir dem zusahen, waren Steve und ich
09:41
are as shocked as the mouse itself.
223
581874
2109
ebenso schockiert wie die Maus.
09:44
(Laughter)
224
584007
1238
(Gelächter)
09:45
So after the experiment, the two of us just left the room
225
585269
3283
Nach dem Experiment gingen wir also
09:48
without saying anything.
226
588576
1729
ohne zu sprechen aus dem Raum.
09:50
After a kind of long, awkward period of time,
227
590329
3372
Nach einer ziemlich langen, unangenehmen Stille
09:53
Steve broke the silence.
228
593725
2188
fand Steve seine Sprache wieder.
09:55
SR: "Did that just work?"
229
595937
2317
SR: "Hat das eben funktioniert?"
09:58
XL: "Yes," I said. "Indeed it worked!"
230
598278
2950
XL: "Ja", sagte ich. "Es hat tatsächlich funktioniert!"
10:01
We're really excited about this.
231
601252
2093
Wir waren ganz aus dem Häuschen.
10:03
And then we published our findings
232
603369
2600
Dann veröffentlichten wir unsere Erkenntnisse
10:05
in the journal Nature.
233
605993
1672
im Journal "Nature".
10:07
Ever since the publication of our work,
234
607689
2447
Seit der Veröffentlichung unserer Studie
10:10
we've been receiving numerous comments
235
610160
2391
erhielten wir unzählige Kommentare
10:12
from all over the Internet.
236
612575
2101
im Internet.
10:14
Maybe we can take a look at some of those.
237
614700
3726
Wir wollen einige davon anschauen.
[OMGGG ENDLICH ... da kommt noch so viel auf uns zu, virtuelle Realität, neurale Manipulation, visuelle Traumnachbildung ... neuronale Kodierung, Schreiben und Neu-Schreiben von Erinnerungen, psychische Krankheiten. Ahhh, die Zukunft ist fantastisch ]
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
618450
2433
10:20
SR: So the first thing that you'll notice is that people
239
620907
1976
SR: Es ist auffällig, dass die Leute sehr klare Meinungen
10:22
have really strong opinions about this kind of work.
240
622907
2879
über diese Art Forschung haben.
10:25
Now I happen to completely agree with the optimism
241
625810
2530
Nun teile ich den Optimismus dieses ersten Zitats total,
10:28
of this first quote,
242
628364
792
10:29
because on a scale of zero to Morgan Freeman's voice,
243
629180
2784
denn auf einer Skala von eins bis überirdisch
10:31
it happens to be one of the most evocative accolades
244
631988
2477
ist es eine der wohlklingendsten Lobreden,
10:34
that I've heard come our way.
245
634489
1526
die uns je begegnet ist.
(Gelächter)
10:36
(Laughter)
246
636039
1794
10:37
But as you'll see, it's not the only opinion that's out there.
247
637857
1927
Es gab aber auch andere Meinungen.
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
639808
1540
[Ziemlich erschreckend ... Was ist, wenn das in ein paar Jahren auch bei Menschen ganz leicht geht? OMG, DIE MENSCHHEIT IST VERLOREN]
10:41
XL: Indeed, if we take a look at the second one,
249
641372
2286
10:43
I think we can all agree that it's, meh,
250
643682
2083
XL: Wir sind uns wohl alle einig, dass das zweite Zitat
10:45
probably not as positive.
251
645789
1959
dass es irgendwie nicht so positiv ist.
10:47
But this also reminds us that,
252
647772
2161
Es erinnert uns aber auch daran,
10:49
although we are still working with mice,
253
649957
2162
dass wir zwar jetzt noch mit Mäusen arbeiten,
10:52
it's probably a good idea to start thinking and discussing
254
652143
3493
dass wir uns jetzt schon Gedanken machen sollten
10:55
about the possible ethical ramifications
255
655660
2967
über die möglichen ethischen Auswirkungen
10:58
of memory control.
256
658651
1924
der Gedächtniskontrolle.
11:00
SR: Now, in the spirit of the third quote,
257
660599
2176
SR: Im Geiste des dritten Zitats
11:02
we want to tell you about a recent project that we've been
258
662799
1950
möchten wir nun von einem anderen Projekt erzählen,
11:04
working on in lab that we've called Project Inception.
259
664773
2572
an dem wir kürzlich im Labor arbeitete: Das Projekt "Inception", also "Beginn".
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
667369
3219
["Darüber sollte es einen Film geben. Wo sie den Leuten Ideen ins Gehirn einpflanzen und sie für ihre eigenen Zwecke kontrollieren können. Der Titel wird Inception."]
11:10
So we reasoned that now that we can reactivate a memory,
261
670612
3542
Wir überlegten, dass wir ja nun eine Erinnerung reaktivieren können –
11:14
what if we do so but then begin to tinker with that memory?
262
674178
2928
wie wäre es nun, an dieser Erinnerung ein wenig herumzubasteln?
11:17
Could we possibly even turn it into a false memory?
263
677130
3009
Könnten wir vielleicht sogar eine falsche Erinnerung daraus machen?
11:20
XL: So all memory is sophisticated and dynamic,
264
680163
4075
XL: Natürlich sind Erinnerungen differenziert und dynamisch,
11:24
but if just for simplicity, let's imagine memory
265
684262
2955
aber der Einfachheit halber stellen wir uns eine Erinnerung
11:27
as a movie clip.
266
687241
1378
wie einen Filmclip vor.
11:28
So far what we've told you is basically we can control
267
688643
2646
Bisher haben wir einfach erklärt, dass wir auf "Play" drücken
11:31
this "play" button of the clip
268
691313
1907
und damit den Film abspielen können –
11:33
so that we can play this video clip any time, anywhere.
269
693244
4561
egal wann, egal wo.
11:37
But is there a possibility that we can actually get
270
697829
2507
Aber besteht auch die Möglichkeit, dass wir ins Gehirn eindringen
11:40
inside the brain and edit this movie clip
271
700360
2836
und den Film bearbeiten können,
11:43
so that we can make it different from the original?
272
703220
2872
so dass er anders wird als das Original?
11:46
Yes we can.
273
706116
2154
Ja, das können wir.
11:48
Turned out that all we need to do is basically
274
708294
2191
Eigentlich müssen wir nichts anderes tun
11:50
reactivate a memory using lasers just like we did before,
275
710509
4166
als wie vorher eine Erinnerung mit Laser zu aktivieren,
11:54
but at the same time, if we present new information
276
714699
3415
doch wenn wir gleichzeitig neue Informationen haben,
11:58
and allow this new information to incorporate into this old memory,
277
718138
3950
die wir in die Erinnerung einbauen,
12:02
this will change the memory.
278
722112
2414
wird die Erinnerung verändert.
12:04
It's sort of like making a remix tape.
279
724550
3639
Es ist etwa wie ein Remix unseres Films.
12:08
SR: So how do we do this?
280
728213
2834
SR: Und wie können wir das machen?
12:11
Rather than finding a fear memory in the brain,
281
731071
1933
Wir suchen im Gehirn nicht nach einer Erinnerung an Angst,
12:13
we can start by taking our animals,
282
733028
1692
sondern nehmen die Tiere
12:14
and let's say we put them in a blue box like this blue box here
283
734744
2953
und setzen sie zum Beispiel in eine blaue Kiste wie diese hier
12:17
and we find the brain cells that represent that blue box
284
737721
2623
und nun suchen wir die Gehirnzellen, welche die blaue Kiste darstellen.
12:20
and we trick them to respond to pulses of light
285
740368
2239
Nun bringen wir sie dazu, auf die Lichtpulse zu reagieren,
12:22
exactly like we had said before.
286
742631
1710
so wie wir das vorher erklärt haben.
12:24
Now the next day, we can take our animals and place them
287
744365
2100
Am nächsten Tag nehmen wir die Tiere
12:26
in a red box that they've never experienced before.
288
746489
2675
und setzen sie in eine rote Kiste, die sie noch nicht kennen.
12:29
We can shoot light into the brain to reactivate
289
749188
2239
Wir können nun Licht in ihre Gehirne schießen und dadurch
12:31
the memory of the blue box.
290
751451
1848
die Erinnerung an die blaue Kiste reaktivieren.
12:33
So what would happen here if, while the animal
291
753323
1720
Was passiert aber nun, wenn wir dem Tier,
12:35
is recalling the memory of the blue box,
292
755067
1905
während es sich an die blaue Kiste erinnert,
12:36
we gave it a couple of mild foot shocks?
293
756996
2584
an den Füßen ein paar leichte Stromschläge verpassen?
12:39
So here we're trying to artificially make an association
294
759604
2669
Wir versuchen also, künstlich eine Verbindung
12:42
between the memory of the blue box
295
762297
1891
zwischen der Erinnerung an die blaue Kiste
12:44
and the foot shocks themselves.
296
764212
1479
und die Stromschläge herzustellen.
12:45
We're just trying to connect the two.
297
765715
1762
Beides soll verknüpft werden.
12:47
So to test if we had done so,
298
767501
1512
Um zu testen, ob wir das konnten,
12:49
we can take our animals once again
299
769037
1304
nehmen wir die Mäuse jetzt wieder
12:50
and place them back in the blue box.
300
770365
1922
und setzen sie zurück in die blaue Kiste.
12:52
Again, we had just reactivated the memory of the blue box
301
772311
2715
Wir haben also gerade die Erinnerung an die blaue Kiste reaktiviert
12:55
while the animal got a couple of mild foot shocks,
302
775050
2381
und der Maus gleichzeitig einige leichte Stromschläge verpasst,
12:57
and now the animal suddenly freezes.
303
777455
2107
und nun erstarrt sie plötzlich.
12:59
It's as though it's recalling being mildly shocked in this environment
304
779586
3334
Das Tier scheint sich zu erinnern, dass es in dieser Umgebung Stromschläge bekam,
13:02
even though that never actually happened.
305
782944
2822
obwohl das so gar nie passiert ist.
13:05
So it formed a false memory,
306
785790
1838
Es hat also eine falsche Erinnerung,
13:07
because it's falsely fearing an environment
307
787652
2048
weil es sich fälschlicherweise vor der Umgebung fürchtet,
13:09
where, technically speaking,
308
789724
1334
wo es im Grunde genommen
nie etwas Schlimmes erlebt hat.
13:11
nothing bad actually happened to it.
309
791082
2160
13:13
XL: So, so far we are only talking about
310
793266
2429
XL: Bisher haben wir aber erst gesehen,
13:15
this light-controlled "on" switch.
311
795719
2342
wie dieser lichtgesteuerten Schalter auf "an" gestellt wird.
13:18
In fact, we also have a light-controlled "off" switch,
312
798085
3264
Wir haben jedoch auch einen lichtgesteuerten "Aus"-Schalter,
13:21
and it's very easy to imagine that
313
801373
2056
und wir können uns vorstellen,
13:23
by installing this light-controlled "off" switch,
314
803453
2454
dass dieser "Aus"-Schalter es möglich macht,
13:25
we can also turn off a memory, any time, anywhere.
315
805931
5564
eine Erinnerung abzuschalten – egal wann, egal wo.
13:31
So everything we've been talking about today
316
811519
2190
Alles, was wir heute erzählt haben,
13:33
is based on this philosophically charged principle of neuroscience
317
813733
4653
basiert auf dem philosophischen Prinzip der Neurowissenschaft,
13:38
that the mind, with its seemingly mysterious properties,
318
818410
4094
dass der Verstand mit seinen geheimnisvollen Eigenschaften
13:42
is actually made of physical stuff that we can tinker with.
319
822528
3621
eigentlich aus Materie besteht, an der wir herumbasteln können.
13:46
SR: And for me personally,
320
826173
1451
SR: Für mich heißt das,
13:47
I see a world where we can reactivate
321
827648
1762
dass ich eine Welt sehe, in der wir
13:49
any kind of memory that we'd like.
322
829434
1887
Erinnerungen wiederherstellen können, wie wir wollen.
13:51
I also see a world where we can erase unwanted memories.
323
831345
3274
Ich sehe auch eine Welt vor mir, in der wir unerwünschte Erinnerungen auslöschen können.
13:54
Now, I even see a world where editing memories
324
834643
2143
Ich sehe sogar eine Welt, wo das Überarbeiten von Erinnerungen
13:56
is something of a reality,
325
836810
1284
eine Realität ist,
13:58
because we're living in a time where it's possible
326
838118
1681
weil wir in einer Zeit leben, in der es möglich ist,
13:59
to pluck questions from the tree of science fiction
327
839823
2429
Fragen aus der Science Fiction zu pflücken
14:02
and to ground them in experimental reality.
328
842276
2168
und sie in der experimentellen Realität auszuprobieren.
14:04
XL: Nowadays, people in the lab
329
844468
1859
XL: Heutzutage versuchen Leute im Labor
14:06
and people in other groups all over the world
330
846351
2362
und in anderen Gruppen auf der ganzen Welt
14:08
are using similar methods to activate or edit memories,
331
848737
3793
mit ähnlichen Methoden, Erinnerungen zu aktivieren oder zu bearbeiten.
14:12
whether that's old or new, positive or negative,
332
852554
3817
Alte und neue, positive und negative,
14:16
all sorts of memories so that we can understand
333
856395
2648
alle Arten von Erinnerungen,
14:19
how memory works.
334
859067
1840
damit wir verstehen, wie die Erinnerung funktioniert.
14:20
SR: For example, one group in our lab
335
860931
1760
SR: Eine unserer Laborgruppen hat zum Beispiel
14:22
was able to find the brain cells that make up a fear memory
336
862715
2614
herausgefunden, welche Hirnzellen eine Angst-Erinnerung ausmachen
14:25
and converted them into a pleasurable memory, just like that.
337
865353
2751
und wandelte sie in angenehme Erinnerungen um – einfach so.
14:28
That's exactly what I mean about editing these kinds of processes.
338
868128
3143
Genau das meinte ich mit "überarbeiten".
14:31
Now one dude in lab was even able to reactivate
339
871295
2239
Ein Typ im Labor schaffte es sogar, Erinnerungen von
14:33
memories of female mice in male mice,
340
873558
1921
weibliche Mäusen in männlichen Mäusen zu reaktivieren.
14:35
which rumor has it is a pleasurable experience.
341
875503
2971
Das soll ja eine eine angenehme Erfahrung sein.
14:38
XL: Indeed, we are living in a very exciting moment
342
878498
4093
XL: Wir leben wirklich in einer aufregenden Zeit,
14:42
where science doesn't have any arbitrary speed limits
343
882615
3781
in der die Wissenschaft keine vorgegebene Höchstgeschwindigkeit kennt,
14:46
but is only bound by our own imagination.
344
886420
3163
sondern nur von der eigenen Vorstellungskraft begrenzt wird.
14:49
SR: And finally, what do we make of all this?
345
889607
2143
SR: Zum Schluss bleibt die Frage: Was machen wir aus all dem?
14:51
How do we push this technology forward?
346
891774
1927
Wie fördern wir diese Technologie?
14:53
These are the questions that should not remain
347
893725
2191
Diese Fragen sollen nicht einfach
14:55
just inside the lab,
348
895940
1273
im Labor beantwortet werden,
14:57
and so one goal of today's talk was to bring everybody
349
897237
2572
und deshalb war ein Ziel dieses Vortrags, Ihnen allen
14:59
up to speed with the kind of stuff that's possible
350
899833
2381
aufzuzeigen, was mit der modernen Neurowissenschaft
15:02
in modern neuroscience,
351
902238
1250
alles möglich ist,
15:03
but now, just as importantly,
352
903512
1486
doch genau so wichtig ist es nun,
15:05
to actively engage everybody in this conversation.
353
905022
3308
dass sich alle an dieser Diskussion beteiligen.
15:08
So let's think together as a team about what this all means
354
908354
2762
So sollten wir nun gemeinsam überlegen, welche Bedeutung das alles hat
und was wir damit erreichen können und wollen,
15:11
and where we can and should go from here,
355
911140
1993
15:13
because Xu and I think we all have
356
913157
2074
denn Xu und ich glauben, dass da ein paar wirklich große Entscheidungen
15:15
some really big decisions ahead of us.
357
915255
2512
vor uns allen liegen.
15:17
Thank you. XL: Thank you.
358
917791
1101
Vielen Dank. Xu: Vielen Dank.
15:18
(Applause)
359
918916
1634
(Applaus)
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