ネズミ・レーザー光線・操作された記憶 | スティーブ・ラミレス＆シュウ・リュウ | TEDxBoston

私達の記憶の内容は、編集出来るでしょうか。SFじみた発想で、スティーブ・ラミレスとシュウ・リュウは、MITの研究室で、ネズミの記憶を操作しようと、生きたネズミの脳にレーザー光線を照射します。二人はこの奇想天外な面白い内容を、研究方法を示しながら語ると共に、もっと大切なその研究の理由を、私達に問いかけます。
このビデオはTEDカンファレンスとは独立して運営されるTEDxイベントにおいて収録されたものです。

スティーブ・ラミレス：大学院での１年目

こんな状態の時がありました

部屋にこもって アイスクリームをやけ食いし

つまらないテレビを見たり

たぶん テイラー・スウィフトの曲も
聴いていたと思います

恋人と別れた直後の話です

（笑）

その後 いつまでも繰り返し

彼女の事を思い出すたびに感じる

はらわたを引き裂かれるようなこの感覚を

なくす事は出来ないかと願ったものです

実は私は神経科学者なので

彼女の記憶と
それを脚色する やるせなさは

主にそれぞれ脳の別のシステムで

仲介されていると知っていました

もし脳内を探り

彼女の記憶をそのままにして

嫌な感情を削除できるなら
どうでしょう

でも それはちょっと今は
無理だと気がついたのです

それでは まず脳内を探り

１つの記憶を見つけ

その記憶をジャンプスタートして蘇らせたり

操作したりできないかと考えたのです

と言ったものの この世に一人だけ

このトークを見て欲しくない人がいますが

（笑）

そうなんです 良いとこばかり
とは言えないんです

たぶん このアイデアは映画の
『トータル・リコール』や

『エターナル・サンシャイン』
『インセプション』

を思い出させる事でしょう

でも我々と仕事をするスターは

研究室のスターです

シュウ・リュウ：それは実験用マウス

（笑）

神経科学者として研究室でネズミを使って

記憶の仕組を研究しています

今日 皆さんにお伝えしたいのは

実は脳内記憶を操作し 瞬時に光の速さで

活性化することが出来るということです

たった２つのステップで 出来るんです

まず脳の記憶を捜しラベルを付け

後はスイッチを押し記憶を活性化するだけです

それだけの事です

（笑）

お分かり頂けたでしょうか？

でも 脳内の記憶を捜すのは
そう簡単ではありません

そうなんです
干し草の山から針を見つけ出すより

ずっと難しいのです

というのは少なくとも針は

実際に触れられる物だからです

でも記憶はそうではありません

その上 脳には干し草のわらの数より

ずっと多い数の細胞があります

気の遠くなるような作業です

でも 運よく
脳自体に助けられました

基本的に脳に新しい事を記憶させるだけで

その特定の記憶に関与する細胞が

何処にあるか脳自体が
示してくれる事が分かったのです

何処にあるか脳自体が
示してくれる事が分かったのです

では 別れた彼女を考えている

私の脳では何が起きているのでしょう

残酷なのは無視して

脳をスライスしてみるとします

すると 彼女を思い出している時の脳は

驚く程あらゆる部分が
活発になっているのが分かります

特に海馬と呼ばれる脳の部分が

盛んに活動しているのです

それは我々が大切に思う様々な記憶の

プロセスに携わっている
と考えられて来た箇所です

これは記憶を捜し見つけて再活性化するのに

理想的なターゲットとなります

海馬を拡大してみると

勿論多くの細胞が見えますが

ある特定の記憶に
どの細胞が携わっているかを

見つけ出す事が出来ます

なぜなら細胞が記憶を形成しているときの様に

活発な時は必ず

その細胞が活性化していた事が
あとでわかるような

手がかりを残してくれるからです

夜 ビルの電気がついていると

そこで誰かが仕事をしている
と分かるように

細胞内にも細胞の活動直後のみオンになる

細胞内にも細胞の活動直後のみオンになる

生物学的なセンサーがあります

いわば 細胞が直前まで活発だったと

灯りで示してくれる 生物学的な窓なのです

このセンサーの一部を切り取り

それを細胞を制御するスイッチにくっつけて

このスイッチを遺伝子組み換えで
ウイルスに埋め込み

マウスの脳に注入しました

これで ある記憶が形成される時に

活発になった細胞は

このスイッチが組み込まれた細胞となっているわけです

これは恐怖の記憶を

形成した後の海馬の様子です

この青く広がった部分が

密に詰まった脳細胞です

緑色の脳細胞を見て下さい

緑色の脳細胞は
ある特定の恐怖の記憶を

保持している細胞です

これは瞬時に抱く恐怖が

結晶化された脳なのです

ご覧になっているのは まさに

記憶の断面図です

ここでお話ししているスイッチは

瞬時に作動せねばなりません

数分や数時間の単位ではなく

脳と同じ 1/1000秒のスピードが求められます

シュウどう思いますか

脳細胞を活性化したり不活性化したりするのに

例えば薬品とか使えるでしょうか

いやあ 薬品はあちこち広がり問題を起こすし

細胞に作用するには時間もかかるから

リアルタイムで記憶をコントロールできません

スティーブ 脳に電気ショックを
与えたらどうだろう

電気は速いけど

特定の記憶を持つ細胞だけを

ターゲットにするには無理だね

それに脳を焼いてしまうかもしれないし

そうでしょうね

光速で脳に影響を与える

もっといい方法を見つける必要があります

光速は勿論光の速さですね

それなら記憶を活性化や不活性化させるのに

光を使えるかもしれません

それはかなり速いですね

脳細胞は普通

光パルスには反応しません

反応するのは感光性スイッチの

組み込まれた細胞だけなので

脳細胞を操作してレーザー光線に

反応するようにしなければなりません

今お聞きになった通り

脳にレーザーを射ち込むんです

（笑）

それを実現させるのが光遺伝学です

光遺伝学のもたらした光スイッチで
脳細胞のオン・オフが可能になりました

光遺伝学のもたらした光スイッチで
脳細胞のオン・オフが可能になりました

このスイッチとなるのが
「チャネルロドプシン」

この脳細胞の緑色の斑点がそれです

チャネルロドプシンは
脳細胞に組み込むことができる

光に敏感なスイッチだと考えていいでしょう

それをクリックするだけで

脳細胞を活性化したり
不活性化したりできるのです

この場合光パルスでクリックします

このチャネルロドプシンの感光性スイッチを

先程のセンサーにつけて

脳に注入します

記憶が作られると

その特定の記憶を司る細胞は

感光性スイッチをその中に設置させ

我々はこの細胞を

ここにあるようなレーザーを使い
コントロールできるのです

実際に実験してみましょう

実験にはマウスを使います

丁度ここにあるような箱にマウスを入れ

足に軽い刺激を与え

この箱に対する恐怖の記憶を作ります

ここで何か悪いことが起きた事を
マウスは学びます

さあ我々のシステムでは

この記憶の作成時に
活性化された海馬の細胞だけに

チャネルロドプシンが
組み込まれます

あなたがマウス程のサイズだとしたら

追いつめられたような気持ちだと思います

そんな時 身を守る最善の策は

察知されまいとする事でしょう

マウスが恐怖を感じるときの

典型的な行動がこれです

箱の片隅で

身動きひとつしなくなります

これはフリージング（すくみ反応）と呼ばれます

もしマウスが何か悪い事が
この箱の中で起きたと記憶するなら

同じ箱に戻した時

フリージングを起こします

それはこの箱の中でどんな脅威にも

晒されたくないからです

フリージングとは例えばこうです

あなたが のんきに道を歩いていて

突然別れた彼女か彼氏に

ばったり出会ったとします

さあ その恐怖の２秒

あなたは
「どうしよう？あいさつしようか？

握手しようか？きびすを返して逃げようか？

じっとして居ないふりをしようか？」と

浮かんでは消えする不安な思いに
身動きすら取れなくなります

車の前に立ちすくむ
へッドライトの中の鹿の様です

でもそのマウスを次のような

全く新しい箱に入れたなら

フリージングは起こらないでしょう

新しい環境を恐れる理由はないからです

でもこの新しい箱にマウスを入れ

同時に前の恐怖の記憶を

レーザーで活性化させたらどうなるでしょう

この全く新しい環境で

最初の箱で覚えた恐怖の記憶が
呼び起こされるでしょうか？

それが この値千金の実験です

あれは こんな感じの日でした

レッドソックスが勝ち

緑が一杯の春の日でした

川でボートに乗ったり

ノースエンドのカフェにでも行って

お茶をするには絶好の日でした

でも シュウと私は

窓のない真っ暗な部屋にいて

瞬きさえせず目は一点を見つめ

コンピュータの画面に
釘付けになっていたのです

この方法で初めて記憶を活性化させるため

マウスを観察していたのです

これが我々が見たものです

この箱に最初マウスを入れた時

マウスは探索し嗅ぎ回り

自由にあちこち動き回っていました

普通のマウスの行動ですね

ネズミは好奇心の強い動物です

新しい箱で何が起きているのか
知りたがっています

面白いですね

しかし レーザーをつけた瞬間

このように突然フリージング状態に入ったのです

その場でビクリともせず
じっとしていました

明らかにフリージングです

最初の箱の恐怖の記憶を

この全く新しい環境の中で

呼び起こす事ができた様です

これを見てスティーブと私は

マウス同様 衝撃を受けました

（笑）

実験後 私たちは何も言わず

部屋を出ました

そこからしばらく
ぎこちない沈黙が続き

やがてスティーブが口を開きました

「うまく行ったんじゃない？」

「そう! うまくいってみたいだ！」

私たちは本当に興奮しました

そして学術雑誌の『ネイチャー』に

研究成果を出版したのです

私たちの研究成果が公に出て以来

インターネット中で

あらゆるコメントを頂いています

その中の幾つかを見てみましょう

［ ついに実現！…『記憶を書き直す』すごい未来! ］

最初に気づく事は この様な研究は

論議を呼ぶ内容だという事です

私はこの最初の楽観的な見方に 全く同感です

私たちにとって

今までに一番胸に沁みる褒め言葉です

今までに一番胸に沁みる褒め言葉です

（笑）

でもそんな楽観的な意見だけではありません

確かに２番目のを見れば誰の目にも
［ 恐ろしいことだ…人類は終わりだ ］

確かに２番目のを見れば誰の目にも
［ 恐ろしいことだ…人類は終わりだ ］

悲観的だと分かりますね
［ 恐ろしいことだ…人類は終わりだ ］

しかしこれで思う事は

研究はまだマウスの段階ですが

記憶コントロールにおける

倫理的な問題について そろそろ我々が

議論すべき時期だと言う事です

この３番目のコメントに ぴったりの
我々の最近のプロジェクト

「インセプション」について お話ししたいと思います

［ 映画のネタにぴったり。記憶を植え付け利用する...題はインセプション ］

記憶を呼び戻せる事は分かりましたが

もし その記憶をいじったらどうなるでしょう？

それを虚偽記憶にしてしまえるでしょうか？

全ての記憶は複雑で絶えず変化しています

でも もし記憶を単純に映画の１カットだ

と想定すると

今までお話しした事は

「再生」ボタンを押して

同じ場面をいつでも何処でも
見る事ができるという事です

でも 脳内をいじって この映画のシーンを

編集して違ったものを作り上げる

実際そんな事が可能でしょうか？

可能なんです

前回と同様にレーザーを使い

記憶を復活させるだけで良いのです

この時に新しい情報を

古い記憶の中に組み込ませたら

記憶は別のものになります

テープの編集のようなものです

それはどうやって行うのでしょうか

脳内に恐怖の記憶を見つけるやり方ではなく

まず始めに 実験に使うマウスを

この様な青い箱に入れ

青い箱に相当する脳細胞を見つけ

光パルスに反応するように操作します

先に話したようにです

その次の日マウスを取り出し

今度はマウスには初めての赤い箱に入れます

青い箱の記憶を呼び起こさせる目的で

脳内に光パルスを照射します

そして記憶を呼び起こさせると同時に

足に軽い刺激を２､３回与えます

すると どうなるでしょうか？

ここで足に与えた刺激と

青い箱の記憶を人工的に

結びつけ２つの情報を

繋ぎ合わせようとしているのです

結果を検証するため

動物を再び取り出し

青い箱に戻します

すると 足に軽い刺激を与えられた時の

青い箱の記憶が呼び起こされ

突然マウスはフリーズしてしまいました

実際 起きなかった事なのに
ここで電気ショックを与えられた

と思い出したかのようにです

つまり虚偽記憶を作り上げたのです

マウスは実際には
何も悪い事が起こらなかった環境を

マウスは実際には
何も悪い事が起こらなかった環境を

恐れているのです

今まで光制御

「オン」スイッチの事について話しましたが

実は光制御「オフ」のスイッチもあり

そのスイッチを組み込めば

記憶をいつでも何処でも消す事も

可能だと考えるのも当然です

今日お話しした事は全て

神経科学の哲学的原則に基づいています

一見 神秘的な特質を持つと思われる心は

実は私たちが操作できる
物理的なものだと言う事です

個人的に私には

皆が好ましいと思われる

記憶を呼び起こせるような世界や

好ましくない記憶を
削除できる世界が見えてきます

今や記憶を編集できる世界さえ

現実のものとなって来ています

SFからあらゆるヒントを得

それを実験し実現化する事が可能な

そんな時代になっているからです

我々の研究室だけでなく

世界中のあらゆるグループが

似たような方法で様々な記憶を
活性化・編集しています

古い記憶や新しい記憶
良いもの悪いもの

様々な記憶を操作して
記憶のしくみを学んでいます

様々な記憶を操作して
記憶のしくみを学んでいます

例えば 当研究室でも 他のグループが

恐怖の記憶を司る脳細胞を見つけ出し

それを喜びの記憶に変える事に成功しました

これが丁度その編集するという事なのです

雄のマウスに 雌の記憶を
呼び起こさせる事に

成功したケースもあります

聞く所によると マウス君にも
楽しい経験だったそうです

胸躍るような時代に今私たちはいます

科学の発展のスピードは
留まる所を知りません

あとは我々の想像力次第です

最後に今までの話をどう思われますか

この技術をどう進めて行きましょうか

これらの質問は研究室だけに

留めておくべきではありません

今日のトークの目的は

現在の神経科学での可能性を

皆様に知ってもらう為です

しかしそれと同様に大切な事は

皆様にこれに関し真剣に考えて頂く事です

この研究の意味 これからの可能性
そして進むべき方向を

一緒に考えましょう

なぜならこの先
実に大きな課題が待っていると

シュウと私は思っているからです

ありがとうございました

（拍手）