Quantumrun

BEELDKREDIET: Quantumrun

Verstaan die brein om geestesongesteldheid uit te wis: Toekoms van gesondheid P5

David Tal, uitgewer, toekomskundige
@DavidTalWrites
LinkedIn

Di, 09 / 15 / 2020 - 05: 34

100 biljoen neurone. 100 triljoen sinapse. 400 myl se bloedvate. Ons brein frustreer die wetenskap met hul kompleksiteit. Trouens, hulle bly 30 keer kragtiger as ons vinnigste supercomputer.

Maar deur hul misterie te ontsluit, maak ons 'n wêreld oop wat vry is van permanente breinbesering en geestesversteurings. Meer as dit, ons sal in staat wees om ons intelligensie te verhoog, pynlike herinneringe uit te vee, ons gedagtes aan rekenaars te koppel en selfs ons gedagtes met die gedagtes van ander te verbind.

Ek weet dit klink mal, maar soos jy verder lees, sal jy begin verstaan hoe naby ons aan deurbrake is wat maklik sal verander wat dit beteken om mens te wees.

Uiteindelik verstaan die brein

Die gemiddelde brein is 'n digte versameling neurone (selle wat data bevat) en sinapse (paaie wat neurone toelaat om te kommunikeer). Maar presies hoe daardie neurone en sinapse kommunikeer en hoe verskillende dele van die brein verskillende dele van jou liggaam beïnvloed, dit bly 'n raaisel. Ons het nog nie eers gereedskap wat kragtig genoeg is om hierdie orgaan ten volle te verstaan nie. Erger nog, die wêreld se neurowetenskaplikes het nie eens 'n ooreengekome verenigde teorie van hoe die brein werk nie.

Hierdie toedrag van sake is grootliks te danke aan neurowetenskap se gedesentraliseerde aard, aangesien die meeste breinnavorsing in universiteite en wetenskaplike institute regoor die wêreld plaasvind. Belowende nuwe inisiatiewe egter—soos die VSA BREIN-inisiatief en EU Menslike brein Project— is nou aan die gang om breinnavorsing te sentraliseer, saam met groter navorsingsbegrotings en meer gefokusde navorsingsvoorskrifte.

Saam hoop hierdie inisiatiewe om massiewe deurbrake te maak in die neurowetenskaplike veld van Connectomics—die studie van verbindings: omvattende kaarte van verbindings binne 'n organisme se senuweestelsel. (Basies wil wetenskaplikes verstaan wat elke neuron en sinaps in jou brein werklik doen.) Vir hierdie doel sluit die projekte wat die meeste aandag kry in:

Optogenetics. Dit verwys na 'n neurowetenskaptegniek (verwant aan konnektomie) wat lig gebruik om neurone te beheer. In Engels beteken dit om die nuutste genetiese redigeerinstrumente wat in vroeëre hoofstukke van hierdie reeks beskryf is, te gebruik om neurone in die brein van laboratoriumdiere geneties te manipuleer, sodat hulle vir lig sensitief word. Dit maak dit makliker om te monitor watter neurone in die brein opskiet wanneer hierdie diere beweeg of dink. Wanneer dit op mense toegepas word, sal hierdie tegnologie wetenskaplikes in staat stel om meer presies te verstaan watter dele van die brein jou gedagtes, emosies en liggaam beheer.

Strepieskodeer die brein. Nog 'n tegniek, FISSEQ strepieskodering, spuit die brein met 'n spesiaal gemanipuleerde virus wat ontwerp is om unieke strepieskodes onskadelik in die besmette neurone in te druk. Dit sal wetenskaplikes in staat stel om verbindings en aktiwiteit tot by die individuele sinaps te identifiseer, wat moontlik beter as optogenetika presteer.

Heelbreinbeelding. In plaas daarvan om die funksie van neurone en sinapse individueel te identifiseer, is 'n alternatiewe benadering om hulle almal gelyktydig op te teken. En verbasend genoeg het ons reeds die beeldinstrumente (in elk geval vroeë weergawes) om dit te doen. Die nadeel is dat die beeld van 'n individuele brein tot 200 teragrepe data genereer (ongeveer wat Facebook in 'n dag genereer). En dit sal net wees tot kwantumrekenaars betree die mark, rondom die middel-2020's, dat ons daardie hoeveelheid groot data maklik ten volle sal kan verwerk.

Geen volgordebepaling en redigering. Beskryf in hoofstuk drie, en in hierdie konteks op die brein toegepas.

Oor die algemeen word die uitdaging om die konneksoom te karteer vergelyk met dié van die kartering van die menslike genoom, wat reeds in 2001 bereik is. Alhoewel dit baie meer uitdagend is, sal die konneksoom se uiteindelike uitbetaling (teen die vroeë 2030's) die weg baan na 'n groot teorie van die brein wat die veld van neurowetenskap sal verenig.

Hierdie toekomstige vlak van begrip kan lei tot 'n verskeidenheid toepassings, soos perfek verstandbeheerde prostetiese ledemate, vooruitgang in brein-rekenaarkoppelvlak (BCI), brein-tot-brein kommunikasie (hallo, elektroniese telepatie), kennis en vaardigheid oplaai in die brein, Matrix-agtige oplaai van jou gedagtes na die web—die werke! Maar vir hierdie hoofstuk, kom ons fokus op hoe hierdie groot teorie van toepassing sal wees op die genesing van die brein en verstand.

Beslissende behandeling vir geestesongesteldheid

Oor die algemeen spruit alle geestesversteurings voort uit een of 'n kombinasie van geen-defekte, fisiese beserings en emosionele trauma. In die toekoms sal jy pasgemaakte behandeling vir hierdie breintoestande ontvang, gebaseer op 'n kombinasie van tegnologie en terapietegnieke wat jou perfek sal diagnoseer.

Vir geestesversteurings wat hoofsaaklik deur genetiese defekte veroorsaak word - insluitend siektes soos Parkinson se siekte, ADHD, bipolêre versteuring en skisofrenie - sal dit nie net baie vroeër in die lewe gediagnoseer word deur toekomstige, massamark genetiese toetsing/volgordebepaling nie, maar ons sal dan in staat om hierdie lastige gene (en hul ooreenstemmende afwykings) uit te wysig deur gebruik te maak van pasgemaakte geenterapie-prosedures.

Vir geestesversteurings wat veroorsaak word deur fisiese beserings—insluitend harsingskudding en traumatiese breinbeserings (TBI) van werkplekongelukke of gevegte in oorlogsones—sal hierdie toestande uiteindelik behandel word deur ’n kombinasie van stamselterapie om beseerde areas van die brein te laat hergroei (beskryf in die laaste hoofstuk), sowel as gespesialiseerde breininplantings (neuroprostetika).

Veral laasgenoemde word reeds aktief getoets vir massamarkgebruik teen 2020. Deur gebruik te maak van 'n tegniek genaamd diepbreinstimulasie (DBS), plant chirurge 'n 1-millimeter dun elektrode in 'n spesifieke area van die brein in. Soortgelyk aan 'n pasaangeër stimuleer hierdie inplantings die brein met 'n ligte, bestendige vloei van elektrisiteit om negatiewe terugvoerlusse te onderbreek wat ontwrigtende geestesversteurings veroorsaak. Hulle het reeds suksesvol gevind is in die behandeling van pasiënte met ernstige OKS, slapeloosheid en depressie.

Maar wanneer dit kom by daardie verlammende geestesversteurings wat deur emosionele trauma veroorsaak word—insluitend post-traumatiese stresversteuring (PTSD), uiterste tydperke van hartseer of skuldgevoelens, langdurige blootstelling aan stres en geestelike mishandeling van jou omgewing, ens—is hierdie toestande 'n moeiliker legkaart om gesond te maak.

Die plaag van lastige herinneringe

Net soos daar geen groot teorie van die brein is nie, het die wetenskap ook nie 'n volledige begrip van hoe ons herinneringe vorm nie. Wat ons wel weet, is dat herinneringe in drie algemene tipes geklassifiseer word:

Sensoriese geheue: “Ek onthou ek het daardie kar vier sekondes gelede sien verbyry; drie sekondes gelede daardie worsbroodjie ruik; 'n klassieke rock-liedjie te hoor terwyl hy by die platewinkel verbyry.”

Korttermyngeheue: "Sowat tien minute gelede het 'n veldtogondersteuner aan my deur geklop en met my gepraat oor hoekom ek Trump vir president moet stem."

Langtermyn geheue: “Sewe jaar gelede het ek saam met twee maats op 'n Euro-reis gegaan. Een keer onthou ek hoe ek in Amsterdam hoog op pad was en toe op een of ander manier die volgende dag in Parys beland het. Beste tyd ooit.”

Van hierdie drie geheuetipes is langtermynherinneringe die mees komplekse; hulle bevat subklasse soos implisiete geheue en eksplisiete geheue, waarvan laasgenoemde verder afgebreek kan word deur semantiese geheue, episodiese geheue, en die belangrikste, emosionele herinneringe. Hierdie kompleksiteit is hoekom hulle soveel skade kan veroorsaak.

Die onvermoë om langtermynherinneringe behoorlik op te teken en te verwerk is die hoofrede agter baie sielkundige versteurings. Dit is ook hoekom die toekoms van die genesing van sielkundige versteurings óf die herstel van langtermynherinneringe sal behels óf om pasiënte te help om lastige langtermynherinneringe te bestuur of heeltemal uit te wis.

Herstel van herinneringe om die verstand te genees

Tot nou toe was daar min effektiewe behandelings vir lyers aan TBI of genetiese afwykings soos Parkinson se siekte, waar dit kom by die herstel van verlore (of die stop van die voortdurende verlies van) langtermynherinneringe. In die VSA alleen ly 1.7 miljoen jaarliks aan TBI, van wie 270,000 XNUMX militêre veterane is.

Stamsel- en geenterapie is nog minstens 'n dekade weg (~2025) van moontlike genesing van TBI-beserings en genesing van Parkinson's. Tot dan blyk dit dat breininplantings soortgelyk aan dié wat vroeër beskryf is, hierdie toestande vandag aanspreek. Hulle word reeds gebruik vir die behandeling van epilepsie, Parkinson's, en Alzheimer se pasiënte, en verdere ontwikkelings van hierdie tegnologie (veral dié befonds deur DARPA) kan die vermoë van TBI-lyers herstel om teen 2020 nuwe en ou langtermynherinneringe te herstel.

Vee herinneringe uit om die verstand te genees

Miskien is jy verneuk deur iemand wat jy liefgehad het, of dalk het jy jou reëls by 'n groot openbare redenaarsgeleentheid vergeet; negatiewe herinneringe het 'n nare gewoonte om in jou gedagtes te vertoef. Sulke herinneringe kan jou óf leer om beter besluite te neem, óf hulle kan jou versigtiger maak om sekere aksies te neem.

Maar wanneer mense meer traumatiese herinneringe ervaar, soos om die vermoorde liggaam van 'n geliefde te vind of 'n oorlogsone te oorleef, kan hierdie herinneringe giftig word - wat moontlik lei tot permanente fobies, dwelmmisbruik en negatiewe veranderinge in persoonlikheid, soos verhoogde aggressie, depressie , ens. PTSV, byvoorbeeld, word dikwels na verwys as die siekte van geheue; traumatiese insidente en die negatiewe emosies wat deurgaans ervaar word, bly vas in die hede aangesien lyers nie kan vergeet en hul intensiteit mettertyd verminder nie.

Dit is hoekom wanneer tradisionele gesprek-gebaseerde terapieë, dwelms, en selfs onlangse virtuele realiteit-gebaseerde terapieë, versuim om die pasiënt te help om hul geheue-gebaseerde versteuring te oorkom, kan toekomstige terapeute en dokters die verwydering van die traumatiese geheue heeltemal voorskryf.

Ja, ek weet, dit klink soos 'n Sci-Fi plot toestel uit die fliek, Ewige Sunshine of the Spot Less Mind, maar navorsing oor die uitvee van geheue beweeg vinniger as wat jy dink.

Die leidende tegniek werk uit 'n nuwe begrip van hoe herinneringe self onthou word. Jy sien, anders as wat algemene wysheid jou kan vertel, is 'n herinnering nooit in klip gehard nie. In plaas daarvan verander die handeling om 'n herinnering te onthou die geheue self. Byvoorbeeld, 'n gelukkige herinnering aan 'n geliefde kan permanent verander in 'n bittersoet, selfs pynlike, herinnering as dit tydens hul begrafnis onthou word.

Op 'n wetenskaplike vlak teken jou brein langtermynherinneringe aan as 'n versameling neurone, sinapse en chemikalieë. Wanneer jy jou brein aanspoor om 'n herinnering te onthou, moet dit hierdie versameling op 'n spesifieke manier hervorm sodat jy die geheue kan onthou. Maar dit is gedurende daardie tyd herkonsolidasie fase wanneer jou geheue die kwesbaarste is om verander of uitgevee te word. En dit is presies wat wetenskaplikes ontdek het hoe om te doen.

In 'n neutedop, aanvanklike proewe van hierdie proses verloop 'n bietjie soos volg:

Jy besoek 'n mediese kliniek vir 'n afspraak met 'n gespesialiseerde terapeut en laboratoriumtegnikus;
Die terapeut sal jou dan 'n reeks vrae vra om die hoofoorsaak (geheue) van jou fobie of PTSD te isoleer;
Sodra geïsoleer, sal die terapeut jou laat dink en praat oor daardie geheue om jou gedagtes aktief gefokus te hou op die geheue en sy gepaardgaande emosies;
Tydens hierdie langdurige onthou sou die laboratoriumtegnikus jou 'n pil laat sluk of jou met die geheue-inhiberende middel inspuit;
Soos die herinnering voortduur en die dwelm inskop, begin die emosies wat met die geheue geassosieer word, verminder en vervaag, saam met die uitgesoekte besonderhede van die geheue (afhangende van die dwelm wat gebruik word, sal die geheue dalk nie heeltemal verdwyn nie);
Jy bly binne die kamer totdat die dwelm heeltemal opraak, dit wil sê wanneer jou natuurlike vermoë om normale kort- en langtermynherinneringe te vorm stabiliseer.

Ons is 'n versameling herinneringe

Terwyl ons liggame 'n reuse-versameling selle is, is ons gedagtes 'n reuse-versameling van herinneringe. Ons herinneringe vorm die onderliggende rooster van ons persoonlikhede en wêreldbeskouings. Die verwydering van ’n enkele herinnering—doelbewus of, erger nog, per ongeluk—sal ’n onvoorspelbare uitwerking hê op ons psige en hoe ons in ons daaglikse lewens funksioneer.

(Nou dat ek daaraan dink, klink hierdie waarskuwing baie soortgelyk aan die skoenlapper-effek wat in byna elke tydreisfliek van die afgelope drie dekades genoem word. Interessant.)

Om hierdie rede, terwyl die minimalisering en verwydering van geheue na 'n opwindende terapiebenadering klink om PTSV-lyers of verkragtingslagoffers te help om die emosionele trauma van hul verlede te oorkom, is dit belangrik om daarop te let dat sulke behandelings nooit ligtelik aangebied sal word nie.

Daar het jy dit, met die neigings en gereedskap wat hierbo uiteengesit is, sal die einde van permanente en verlammende geestesongesteldheid in ons leeftyd gesien word. Tussen hierdie en die splinternuwe middels, presisiemedisyne en die einde van permanente fisiese beserings wat in vroeëre hoofstukke beskryf is, sou jy dink ons Future of Health-reeks het dit alles gedek … wel, nie heeltemal nie. Volgende bespreek ons hoe môre se hospitale sal lyk, sowel as die toekomstige toestand van die gesondheidsorgstelsel.