V začetku tega meseca sta na letni konferenci Društva nevroznanosti dve skupini znanstvenikov pokazali nove tehnologije, ki bi nam lahko dale večno blaženost. Kaj pa, če se skrivnost večne sreče skriva v možganskem vsadku? Samo predstavljajte si: niz drobnih elektrod mirno sedi v različnih delih možganov in v realnem času beleži električno aktivnost tega organa. Podatki se pošljejo v osebni algoritem - "zemljevid razpoloženja" - ki lahko oceni celotno razpoloženje osebe samo na podlagi možganskih valov.
Ko sistem zazna vzorce, ki kažejo na epizodo depresije, pošlje električne signale možganskemu razpoloženju. Pod budnim očesom algoritma sistem še naprej spodbuja, dokler okvarjena vezja ne pridejo v svoje "srečno" stanje.
Algoritem je popolnoma neodvisen. Vsak signal, vsaka nastavitev je skrita pod pokrovčkom. Sistem ne potrebuje navodil zdravnika in oseba ne ve za signale - čuti le splošno olajšanje žalosti.
Znanstveniki, ki jih financira DARPA, upajo, da bodo ti futuristični implantati z zaprto zanko nekoč pomagali veteranom s PTSD - posttravmatsko stresno motnjo - ali ljudem s hudo depresijo, ki kljubujejo zdravljenju z mamili.
"Možgani se zaradi mreženja in prilagodljivosti zelo razlikujejo od vseh drugih organov," pravi Justin Sanchez, vodja programa pri DARPA. "Zaprti nevronski vmesniki v realnem času nam omogočajo, da se oddaljimo od tradicionalnega statičnega pogleda na možgane in se usmerimo k natančnemu zdravljenju."
Čeprav je bil ta sistem v prvi vrsti zasnovan za pomoč ljudem z duševnimi boleznimi, bi lahko njegov potencialni vpliv presegel to.
Očitno je, da je možganska operacija visoka cena za "spodbudeno srečo", zlasti za povprečnega človeka. Vendar je mogoče, da bi komponente sistema sčasoma nadomestili neinvazivni načini za merjenje in spodbujanje možganske aktivnosti.
Kaj se potem zgodi? Boste lahko drugim zaupali neposreden, stalen, kroničen dostop do svojih notranjih občutkov? Vas bo zamikalo, da bi vsa svoja čustva utopila v sreči?
Promocijski video:
Koplji globje
Vse to je seveda mogoče le, če sistem deluje.
Sistem temelji na stari tehnologiji globoke možganske stimulacije (DBS).
GSM je bil prvič odobren za zdravljenje gibalnih simptomov med Parkinsonovo boleznijo in za oddajanje električnih impulzov temelji na elektrodah, ki so neposredno vsadjene v možgane. Ti impulzi komunicirajo z lokalnimi nevroni in spremenijo njihovo aktivnost.
Tako kot metanje kamenčka v ribnik z mirno vodo, spremembe v tej osnovni skupini nevronov utripajo skozi živčne tokokroge. Čeprav nevroznanstveniki niso povsem razumeli posebnih mehanizmov, se zdi, da GSF blaži različne nevrološke motnje. Vsaj nekateri razpršeni testi so to pokazali.
V enem prvih prikazov moči goriv in maziv so znanstveniki vklopili in izklopili stimulacijski sistem in depresivnega pacienta vprašali, kako se počuti. Neverjetno je, da je bolnik poročal o "razpoloženju" le, ko je sistem deloval - čeprav je ugotovil, da so znanstveniki aktivirali električne impulze.
Ta in druge zgodbe o zgodnjem uspehu so privedle do nedavnega obsežnega kliničnega preskušanja, v katerem je sodelovalo 90 ljudi z depresijo. Slabe novice: Študije v povprečju niso pokazale izboljšanja po enem letu zdravljenja.
Toda dr. Edward Chang, nevroznanstvenik s kalifornijske univerze v San Franciscu, ki vodi enega od projektov, meni, da je to šele začetek.
Večina goriv in maziv zdravi depresijo na enak način, čeprav jo ljudje doživljajo drugače. Ti sistemi potopijo možgane v stalne električne impulze. Stimulacijski protokol določi zdravnik, ne pa dejansko stanje bolnikovih možganov. Po Changu je pomembno, da ustvarite vsadke, posebej zasnovane za vsakega posebej - in sistem vklopite le, kadar je to potrebno.
Zemljevid razpoloženja
Povabili so dr. Omida G. Sanija, inženirja elektrotehnike z Univerze v Južni Kaliforniji, da so razvili algoritem, ki možganske valove pretvori v subjektivna čutila razpoloženja. Skupina je sodelovala s šestimi epileptičnimi bolniki z že vgrajenimi elektrodami, da bi izsledila vir njihovih napadov. Tri tedne so bolnikovo možgansko aktivnost natančno spremljali, razpoloženje pa s standardnim vprašalnikom.
S primerjavo teh dveh vrst informacij so znanstveniki oblikovali algoritem, ki je izluščil majhno število "nevronskih napovedovalcev" - dinamičnih vzorcev aktivnosti nevronske mreže -, ki bi lahko natančno napovedovali nenehno spreminjajoče se občutke človeka.
Pojavilo se je več žarišč, vključno z limbičnim sistemom, prej identificiranim centrom za upravljanje razpoloženja in motivacije.
"Ti biomarkerji dinamičnega razpoloženja in algoritmi, ki dekodirajo razpoloženje, lahko dajo sliko možganskih procesov, ki so osnova za upravljanje razpoloženja," je zaključil Sani.
To je tudi prvi korak k osebni stimulaciji možganov za depresijo.
Po navedbah Nature sta Sani in Cheng že razvila testni sistem, pripravljen za testiranje na ljudeh. Takšne sisteme z zanko so že preizkusili na več ljudeh, vendar Cheng poudarja, da je treba te predhodne rezultate še preveriti.
Prečkamo črto
Druga skupina znanstvenikov, ki jo je vodil nevrokirurg splošne bolnišnice Massachusetts Emad Eskandar, je uporabila nekoliko drugačen pristop.
Tako imenovani transdiagnostični pristop obravnava skupne značilnosti različnih duševnih motenj in ne posebne motnje razpoloženja. Tako so znanstveniki razvili algoritme, ki zajemajo in poudarjajo možgansko aktivnost, povezano z dobro znanimi vidiki slabe volje, kot so povečana tesnoba, pozabljivost in pomanjkanje empatije.
Eskandar meni, da so možganski valovi le majhen del podatkov. Njegova ekipa upa tudi, da bo zabeležila aktivnost posameznih nevronov, da bi prepoznala tiste, ki vodijo v duševne bolezni.
Cilj je seveda izjemno ambiciozen. Če bo uspel, bo Eskandar lahko sledil simptomom bolezni, od posameznih nevronov do nevronskih vezij možganske aktivnosti - in potem bo mogoče sestaviti večplastni atlas za zdravnike, ki ga bodo lahko uporabili za iskanje najboljših metod zdravljenja.
Preučevali so lastne zmožnosti, so znanstveniki na konferenci predstavili algoritem, ki zazna, kdaj ljudje kaj izgubijo iz pogleda zaradi pomanjkanja pozornosti. Udeleženci so bili pozvani, da se med spremljanjem njihove možganske aktivnosti osredotočijo na nalogo - na primer prepoznavanje čustev na računalniško ustvarjenih obrazih. Algoritem se je sčasoma naučil prepoznavati vzorce živčne aktivnosti, povezane z motenjem.
Ko so znanstveniki spodbudili možgane prostovoljcev v regiji odločanja, se je njihova uspešnost reševanja problemov občutno izboljšala. Izginile so tudi strukture živčne aktivnosti "razpršenih možganov".
Ekipa trenutno dela na avtomatizaciji procesa, tako da algoritem neposredno sproži stimulacijo med pomanjkanjem pozornosti.
Možgani navzven
Če se bodo ti projekti DARPA uresničili, se bo naše zdravljenje duševnih bolezni korenito spremenilo. Toda znanstvenike skrbi, da bi lahko vstopili v minsko polje etike.
Za popolno izvedbo teh zaprtih sistemov mora algoritem vedno poznati resnične občutke osebe. Čeprav ne poroča o spremembah razpoloženja, so ti podatki na voljo raziskovalcem in zdravnikom. In če bodo takšna zdravljenja kdaj komercializirana, ali bodo lahko bolniki zaupali podjetjem, da bodo svoja čustva in čustva varovala?
Nekatere znanstvenike skrbi tudi, da bo električna tableta sreče spremenila človekov ego.
"Pri vsakem zdravljenju možganskih bolezni tvegamo, da bomo vsi enaki, vsako odstopanje od norme pa obravnavamo kot bolezen," pravi dr. Karen Rommelfanger z univerze Emory, ki govori o gorivih in mazivih. »V vsem tem želimo videti čarobnost. Toda ali se želimo popolnoma znebiti depresije? Ne, in ne bi smel. Biti človek pomeni doživeti celo vrsto izkušenj, «pravi.
Nikoli ne bo odveč govoriti o tem. Toda po Changu so zaradi kratkoročnih koristi - zmožnosti, da se človeka reši celotnega spektra simptomov, projekti že splačani. "Prvič odpiramo okno za možgane," pravi.
Ilya Khel