Neurologów mogą dać nam wieczne błogosławieństwo. Ale czy to dobrze?

Na początku tego miesiąca, na dorocznej konferencji нейробиологического społeczeństwa, dwie grupy naukowców wykazały nowe technologie, które mogłyby dać nam wieczne błogosławieństwo. Co, jeśli sekret wiecznego szczęścia jest w mózgu implantu? Tylko wyobraź sobie: zestaw maleńkich elektrod siedzi cicho w różnych częściach mózgu, rejestruje elektryczną aktywność tego organu w czasie rzeczywistym. Dane są przekazywane do chmury algorytm — "mapie nastroju" — który może oceniać ogólny nastrój człowieka, opierając się na samych falach mózgowych.

Gdy system rejestruje zachowania, wskazujące na początek epizodu depresji, ona wysyła sygnały elektryczne w centrum nastroju mózgu. Pod czujnym okiem algorytmu system nadal stymulacji, aż wadliwe łańcuchy nie będą zwrócone w swoją "szczęśliwą" stan.

Łódź jest w pełni samodzielny. Każdy dźwięk, każda konfiguracja ukrywają się pod daszkiem. System nie musi przewodnik lekarza, i człowiek nie wie o sygnałach — tylko czuje całkowita ulgę w smutku.

Finansowane przez agencję DARPA naukowcy mają nadzieję, że te futurystyczne implanty "zamkniętej pętli" kiedyś pomogą weteranów z PTSD — zespołu stresu pourazowego — lub osobom o silnej depresji, która nie nadaje się do obniżenia ciśnienia wewnątrzgałkowego.

"Mózg różni się od wszystkich innych organów z powodu swojej sieciowej pracy i zdolności do adaptacji", mówi Justin Sanchez, kierownik programu DARPA. "Zamknięte neuronowe interfejsy w czasie rzeczywistym pozwalają nam odejść od tradycyjnego statycznego spojrzenia na mózg i przejść do dokładnego leczenia".

Mimo, że ten system w pierwszej kolejności został stworzony w celu pomocy ludziom z chorobami psychicznymi, jej potencjalny wpływ może wykraczać daleko poza tym.

Oczywiście, operacja na mózgu — wysoka cena za "стимулированное szczęście", zwłaszcza dla zwykłego człowieka. Jednak możliwe jest, że elementy systemu ostatecznie mogą być zastąpione nieinwazyjnymi sposobami pomiaru i stymulowania aktywności mózgu.

Co wtedy się stanie? Czy można powierzyć innym bezpośredni, stały, przewlekły dostęp do swoich wewnętrznych uczuć? Czy wystąpi u ciebie pokusa, by utopić wszystkie emocje w szczęście?

Kopcie głębiej

Oczywiście, wszystko to jest możliwe tylko pod warunkiem, że system działa.

System oparty jest stara technologia głębokiej stymulacji mózgu (DBS).

Zatwierdzony po raz pierwszy do leczenia objawów ruchowych w czasie choroby Parkinsona, POL polega na elektrody, bezpośrednio wszczepione w mózg do dostarczania impulsów elektrycznych. Impulsy te współpracują z lokalnymi neuronami i zmieniają ich aktywność.

Podobnie jak rzucić kamień do stawu z nieruchomej wody, zmiany w tej podstawowej grupy neuronów pulsują w neural obwody. Chociaż neurologów nie do końca zrozumieli konkretne mechanizmy, POL, wygląda na to, ułatwia wiele zaburzeń neurologicznych. Przynajmniej tak pokazują niektóre rozproszone testy.

W trakcie jednej z pierwszych demonstracji siły POL naukowcy włączali i wyłączali stymulacji, pytając pacjenta z depresją o jego samopoczucie. Niewiarygodne, ale pacjent podawał tylko o "świetnym humorze", kiedy system działał, nawet zdając sobie sprawę, że naukowcy aktywowali impulsy elektryczne.

Ta i inne wczesne historie sukcesu doprowadziły do niedawnego крупномасштабному próba kliniczna z udziałem 90 osób z depresją. Zła wiadomość: średnio badania nie stwierdziliśmy żadnej poprawy po roku leczenia.

Ale dr Edward Chang, neurolog z uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco, który kieruje jednym z projektów, uważa, że to dopiero początek.

Większość systemów POL leczą depresję jednakowo, bez względu na to, że ludzie różnie ją przeżywają. Systemy te zanurzają się w mózgu trwałe impulsy elektryczne. Protokół stymulacji ustawiana jest lekarzem, a nie aktualnym stanem mózgu pacjenta. Zdaniem Changa, ważne jest, aby stworzyć implanty, specjalnie zaprojektowane do indywidualnego traktowania każdego — i obejmować system tylko w razie potrzeby.

Mapa nastroju

Zapraszając dr Омида R. w Sanie, inżyniera elektrotechnika z Uniwersytetu Południowej Kalifornii, naukowcy opracowali algorytm, który tłumaczy fale mózgowe w subiektywne uczucia, nastroje. Zespół pracował z sześciu pacjentów z padaczką z wpojonymi elektrodami, aby namierzyć źródło ich serca. Przez trzy tygodnie aktywność mózgu pacjenta starannie отслеживалась, podczas gdy nastrój мониторилось za pomocą standardowego kwestionariusza.

Porównując te dwa rodzaje informacji, naukowcy opracowali algorytm, który wydobył niewielką ilość "neuronowych predykcyjnych" — dynamicznych form aktywności sieci neuronowych — które można dokładnie przewidzieć stale zmieniające się uczucia człowieka.

Powstało kilka "ognisk", w tym system limbiczny, wcześniej określonego przez centrum zarządzania nastroju i motywacji.

"Te biomarkers dynamicznego nastroju i algorytmy, расшифровывающие nastrój, mogą przedstawić obraz procesów w mózgu, które leżą u podstaw zarządzania nastrojem", doszedł do wniosku Sanie.

To również pierwszy krok w kierunku spersonalizowanych metod stymulacji mózgu w leczeniu depresji.

Jak pisze "Nature", Sanie i Cheng już opracowali system testowy, gotowe do przeprowadzenia testówna ludziach. Takie zamknięte systemy zostały już przetestowane na wielu ludziach, ale Cheng podkreśla, że te wstępne wyniki powinny być sprawdzane oddzielnie.

Przekroczyć granice

Drugi zespół naukowców pod kierownictwem neurochirurg Эмада Эскандара z Massachusetts szpitala podjęła nieco inne podejście.

Podejście tzw. трансдиагностики rozważa wspólne cechy różnych zaburzeń psychicznych, a nie konkretne zaburzenia nastroju. Dlatego naukowcy opracowali algorytmy, które chwytają i podkreślają aktywność mózgu, ассоциируемую z общеизвестными aspektami złego nastroju — na przykład, wzrost niepokoju, zapomnienie i brak empatii.

Эскандар uważa, że fale mózgowe — to tylko niewielka część danych. Jego zespół również ma nadzieję nagrać aktywność pojedynczych neuronów, aby zidentyfikować te, które prowadzą do choroby psychiczne.

Celem jest, oczywiście, bardzo ambitna. W przypadku sukcesu Эскандар będzie można śledzić objawy choroby, począwszy od pojedynczych neuronów i do neuronowe schematami aktywności mózgu — i wtedy pojawi się możliwość sporządzić wielowarstwowe atlas dla lekarzy, którzy będą mogli na nim znaleźć najlepsze metody leczenia.

Analizując własne możliwości, naukowcy przedstawili na konferencji algorytm, który określa, kiedy ludzie tracą coś z oczu z powodu deficytu uwagi. Uczestników poproszono skupić się na zadaniu, na przykład, określić emocje na generowanych komputerowo twarze — równolegle śledząc aktywność ich mózgów. Łódź w końcu nauczył się rozpoznawać wzorce neural aktywności związanej z rozproszeniem.

Kiedy naukowcy stymulować mózg wolontariuszy w regionie, odpowiedzialnej za podejmowanie decyzji, ich skuteczność rozwiązania zadań znacznie się poprawiła. Również zniknęły struktury neuronal aktywność "stwardnienie mózgu".

Obecnie zespół pracuje nad automatyzacją procesu, aby łódź bezpośrednio wzywał stymulację podczas deficytu uwagi.

Mózg na lewą stronę

Jeśli te projekty DARPA będą realizowane, nasze metody leczenia chorób psychicznych radykalnie się zmieni. Ale naukowcy martwią się, że możemy wejść na pole minowe etyki.

Aby w pełni zrealizować te zamknięte systemy, łódź musi zawsze wiedzieć prawdziwe uczucia człowieka. Mimo, że nie informuje o wahaniach nastroju, dane te są dostępne naukowcom i lekarzom. I jeśli takie leczenie kiedykolwiek będzie коммерциализовано, czy pacjenci będą mogli zaufać firmom zapisywanie swoich uczuć i emocji w bezpieczeństwa i integralności?

Niektórzy naukowcy obawiają się również o tym, że tabletka elektrycznego szczęścia zmieni ego człowieka.

"Przy każdym leczeniu chorób mózgu ryzykujemy zrobić wszystkie takie same, leczyć wszelkie odchylenia od normy jak choroba", uważa dr Karen Роммельфангер z Uniwersytetu Emory, argumentując na temat DBS. "Chcemy widzieć w tym wszystkim magii. Ale czy chcemy pozbyć się depresji w ogóle? Nie, nie muszą. Być człowiekiem oznacza doświadczyć całego spektrum doświadczeń", mówi ona.

Mówić o takim nigdy nie będzie zbędne. Ale, zdaniem Changa, krótkoterminowe korzyści — możliwość uwolnić człowieka od tej pełnej gamy objawów — już robią projekty stojące. "Po raz pierwszy otwieramy okno w mózg," mówi.