Quantumrun

KREDIT ZA SLIKU: Quantumrun

Razumijevanje mozga za brisanje mentalnih bolesti: Budućnost zdravlja P5

David Tal, izdavač, futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Uto, 09 - 15:2020

100 milijardi neurona. 100 triliona sinapsi. 400 milja krvnih sudova. Naši mozgovi frustriraju nauku svojom složenošću. U stvari, ostaju 30 puta moćniji od naših najbržih superkompjuter.

Ali otkrivajući njihovu misteriju, otvaramo svijet bez trajnih ozljeda mozga i mentalnih poremećaja. Više od toga, moći ćemo povećati svoju inteligenciju, izbrisati bolna sjećanja, povezati svoje umove s kompjuterima, pa čak i povezati svoje umove s umovima drugih.

Znam da sve zvuči suludo, ali dok budete čitali, počećete da shvatate koliko smo blizu otkrića koja će lako promeniti šta znači biti čovek.

Konačno razumijevanje mozga

Prosječan mozak je gusta kolekcija neurona (ćelija koje sadrže podatke) i sinapsi (puteva koji omogućavaju neuronima da komuniciraju). Ali tačno kako ti neuroni i sinapse komuniciraju i kako različiti delovi mozga utiču na različite delove vašeg tela, ostaje misterija. Još nemamo dovoljno moćne alate da u potpunosti razumijemo ovaj organ. Što je još gore, svjetski neuroznanstvenici nemaju čak ni usaglašenu jedinstvenu teoriju o tome kako mozak funkcionira.

Ovakvo stanje je uglavnom zbog decentralizirane prirode neuronauke, jer se većina istraživanja mozga odvija na univerzitetima i naučnim institutima širom svijeta. Međutim, obećavajuće nove inicijative—poput SAD-a BRAIN inicijativa i EU Projekat ljudskog mozga—sada su u toku sa centralizacijom istraživanja mozga, zajedno sa većim budžetima za istraživanje i fokusiranijim istraživačkim direktivama.

Zajedno, ove inicijative se nadaju da će napraviti ogroman napredak u neuronaučnom polju Connectomics – proučavanju connectomes: sveobuhvatne mape veza unutar nervnog sistema organizma. (U osnovi, naučnici žele da shvate šta svaki neuron i sinapsa u vašem mozgu zaista rade.) U tu svrhu, projekti koji dobijaju najveću pažnju uključuju:

Optogenetika. Ovo se odnosi na neuronaučnu tehniku (povezanu sa konektomikom) koja koristi svjetlost za kontrolu neurona. Na engleskom to znači korištenje najnovijih alata za genetsko uređivanje opisanih u ranijim poglavljima ove serije za genetski inženjering neurona unutar mozga laboratorijskih životinja, tako da postanu osjetljivi na svjetlost. Ovo olakšava praćenje neurona koji se aktiviraju u mozgu kad god se ove životinje kreću ili razmišljaju. Kada se primeni na ljude, ova tehnologija će omogućiti naučnicima da preciznije shvate koji delovi mozga kontrolišu vaše misli, emocije i telo.

Barkodiranje mozga. Druga tehnika, FISSEQ barkodiranje, ubrizgava u mozak posebno dizajniran virus dizajniran da bezopasno utisne jedinstvene barkodove u inficirane neurone. Ovo će omogućiti naučnicima da identifikuju veze i aktivnosti sve do pojedinačne sinapse, potencijalno nadmašujući optogenetiku.

Snimanje cijelog mozga. Umjesto da se pojedinačno identificiraju funkcije neurona i sinapsi, alternativni pristup je da ih sve snimite istovremeno. I začuđujuće je da već imamo alate za obradu slika (ionako rane verzije) za to. Loša strana je u tome što slikanje pojedinačnog mozga generiše do 200 terabajta podataka (otprilike ono što Facebook generiše dnevno). I to će biti samo do kvantni računari ući na tržište, oko sredine 2020-ih, da ćemo moći lako u potpunosti obraditi tu količinu velikih podataka.

Sekvenciranje i uređivanje gena. Opisano u treće poglavlje, iu tom kontekstu, primijenjen na mozak.

Sve u svemu, izazov mapiranja konektoma se poredi sa onim mapiranja ljudskog genoma, postignutog još 2001. Iako je daleko izazovniji, konačna isplata konektoma (do ranih 2030-ih) će utrti put velikoj teoriji o mozga koji će ujediniti polje neuronauke.

Ovaj budući nivo razumijevanja može dovesti do raznih primjena, poput savršeno kontroliranih protetskih udova, napretka u sučelju mozga i računara (BCI), komunikacije između mozga (zdravo, elektronska telepatija), učitavanje znanja i vještina u mozak, Učitavanje vašeg uma na web poput matrice – radi! Ali za ovo poglavlje, hajde da se usredsredimo na to kako će se ova velika teorija primeniti na lečenje mozga i uma.

Odlučan tretman za mentalne bolesti

Općenito govoreći, svi mentalni poremećaji proizlaze iz jednog ili kombinacije genskih defekata, fizičkih ozljeda i emocionalne traume. U budućnosti ćete dobiti prilagođeni tretman za ova stanja mozga zasnovan na kombinaciji tehnologije i terapijskih tehnika koje će vam savršeno dijagnosticirati.

Za mentalne poremećaje uzrokovane pretežno genetskim defektima – uključujući bolesti poput Parkinsonove bolesti, ADHD-a, bipolarnog poremećaja i šizofrenije – oni neće biti dijagnosticirani mnogo ranije u životu kroz buduće genetsko testiranje/sekvenciranje na masovnom tržištu, već ćemo tada biti mogu urediti ove problematične gene (i njihove odgovarajuće poremećaje) koristeći prilagođene procedure genske terapije.

Za mentalne poremećaje uzrokovane fizičkim ozljedama—uključujući potrese mozga i traumatske ozljede mozga (TBI) od nesreća na radnom mjestu ili borbe u ratnim zonama—ova stanja će se na kraju liječiti kombinacijom terapije matičnim ćelijama kako bi se ponovo izrasla ozlijeđena područja mozga (opisano u poslednje poglavlje), kao i specijalizovane moždane implantate (neuroprotetika).

Potonji se, posebno, već aktivno testira za upotrebu na masovnom tržištu do 2020. Koristeći tehniku koja se zove duboka moždana stimulacija (DBS), hirurzi implantiraju 1 milimetar tanku elektrodu u određeno područje mozga. Slično pejsmejkeru, ovi implantati stimuliraju mozak blagim, stabilnim protokom struje kako bi prekinuli negativne povratne petlje koje uzrokuju ometajuće mentalne poremećaje. Već jesu proglašeno uspješnim u liječenju pacijenata s teškim OKP, nesanicom i depresijom.

Ali kada su u pitanju oni paralizirajući mentalni poremećaji uzrokovani emocionalnom traumom – uključujući posttraumatski stresni poremećaj (PTSP), ekstremne periode tuge ili krivice, produženo izlaganje stresu i mentalnom zlostavljanju iz okruženja, itd – ovi uvjeti su složenija zagonetka. izliječiti.

Pošast problematičnih uspomena

Kao što ne postoji velika teorija o mozgu, tako ni nauka nema potpuno razumijevanje o tome kako formiramo sjećanja. Ono što znamo je da su sećanja klasifikovana u tri opšta tipa:

Senzorno pamćenje: „Sjećam se da sam prije četiri sekunde vidio taj auto kako prolazi; pomirisala štand za hot dog prije tri sekunde; slušajući klasičnu rok pesmu dok prolazite pored prodavnice ploča.”

Kratkoročna memorija: “Prije desetak minuta, pristalica kampanje je pokucao na moja vrata i razgovarao sa mnom o tome zašto bih trebao glasati za Trumpa za predsjednika.”

Dugotrajno pamćenje: „Prije sedam godina išao sam na Euro put sa dva drugara. Jednom se sjećam da sam se nagrizao pečuraka u Amsterdamu, a onda nekako završio u Parizu sljedećeg dana. Najbolje vrijeme ikada.”

Od ova tri tipa sjećanja, dugoročna sjećanja su najkompleksnija; sadrže podklase poput implicitno pamćenje i eksplicitno pamćenje, od kojih se ovo drugo može dalje raščlaniti semantičko pamćenje, epizodno pamćenje, i najvažnije, emocionalne uspomene. Ova složenost je razlog zašto mogu uzrokovati toliko štete.

Nemogućnost pravilnog snimanja i obrade dugoročnih sjećanja glavni je razlog mnogih psihičkih poremećaja. To je i razlog zašto će budućnost liječenja psiholoških poremećaja uključivati ili obnavljanje dugoročnih sjećanja ili pomoć pacijentima da upravljaju ili potpuno izbrišu problematična dugoročna sjećanja.

Obnavljanje sjećanja za iscjeljenje uma

Do sada je bilo nekoliko efikasnih tretmana za oboljele od TBI ili genetskih poremećaja poput Parkinsonove bolesti, gdje je riječ o vraćanju izgubljenih (ili zaustavljanju tekućeg gubitka) dugoročnih sjećanja. Samo u SAD-u 1.7 miliona pati od TBI svake godine, od kojih su 270,000 vojni veterani.

Terapija matičnim ćelijama i genska terapija još su najmanje deceniju (~2025) daleko od potencijalnog zacjeljivanja TBI ozljeda i izlječenja Parkinsonove bolesti. Do tada se čini da se moždani implantati slični onima koji su ranije opisani danas rješavaju ovih stanja. Već se koriste za liječenje epilepsije, Parkinsonove bolesti i Alchajmerov pacijenata, te daljnji razvoj ove tehnologije (posebno onih finansira DARPA) mogao bi vratiti sposobnost oboljelih od TBI-a da stvore nova i obnove stara dugoročna sjećanja do 2020.

Brisanje uspomena za izliječenje uma

Možda vas je prevario neko koga ste voleli, ili ste možda zaboravili svoje reči na velikom javnom govoru; negativna sjećanja imaju gadnu naviku da se zadržavaju u vašem umu. Takva sjećanja vas mogu ili naučiti da donosite bolje odluke, ili vas mogu učiniti opreznijim u poduzimanju određenih radnji.

Ali kada ljudi dožive traumatičnija sjećanja, poput pronalaženja ubijenog tijela voljene osobe ili preživljavanja ratne zone, ta sjećanja mogu postati toksična – potencijalno dovesti do trajnih fobija, zloupotrebe supstanci i negativnih promjena u ličnosti, poput povećane agresije, depresije. itd. PTSP se, na primjer, često naziva bolešću pamćenja; traumatični incidenti i negativne emocije koje se osjećaju cijelo vrijeme, ostaju zaglavljeni u sadašnjosti jer oboljeli ne mogu zaboraviti i smanjiti njihov intenzitet tokom vremena.

Zato su tradicionalne terapije zasnovane na konverzaciji, lijekovi, pa čak i novije terapije zasnovane na virtuelnoj stvarnosti, ako ne pomognu pacijentu da prevlada poremećaj zasnovan na pamćenju, budući terapeuti i liječnici mogu propisati potpuno uklanjanje traumatske memorije.

Da, znam, ovo zvuči kao Sci-Fi uređaj iz filma, Vječno sunčanje besprijekornog uma, ali istraživanje brisanja memorije ide brže nego što mislite.

Vodeća tehnika radi na novom razumijevanju načina na koji se sama sjećanja pamte. Vidite, za razliku od onoga što bi vam uobičajena mudrost mogla reći, sjećanje nikada nije uklesano. Umjesto toga, čin sjećanja na sjećanje mijenja samo sjećanje. Na primjer, sretna uspomena na voljenu osobu mogla bi se trajno pretvoriti u gorko-slatku, čak i bolnu uspomenu ako se prisjeti za vrijeme njihove sahrane.

Na naučnom nivou, vaš mozak bilježi dugoročna sjećanja kao skup neurona, sinapsi i hemikalija. Kada podstaknete svoj mozak da zapamti neku uspomenu, on treba da reformiše ovu kolekciju na specifičan način da biste se setili tog sećanja. Ali to je tokom toga ponovna konsolidacija faza kada je vaše pamćenje najosjetljivije na promjenu ili brisanje. I upravo su to naučnici otkrili kako se radi.

Ukratko, početna ispitivanja ovog procesa idu otprilike ovako:

Posjećujete ambulantu na pregled kod specijaliziranog terapeuta i laboratorijskog tehničara;
Terapeut bi vam tada postavio niz pitanja kako bi izolirao osnovni uzrok (sjećanje) vaše fobije ili PTSP-a;
Nakon izolacije, terapeut će vas držati da razmišljate i razgovarate o tom sjećanju kako bi vaš um bio aktivno fokusiran na sjećanje i povezane emocije;
Tokom ovog dugotrajnog prisećanja, laboratorijski tehničar bi vas zamolio da progutate pilulu ili da vam ubrizgate lek koji inhibira pamćenje;
Kako se prisjećanje nastavlja i droga djeluje, emocije povezane s pamćenjem počinju da se smanjuju i blijede, zajedno sa odabranim detaljima sjećanja (ovisno o korištenoj drogi, sjećanje možda neće u potpunosti nestati);
Ostajete u prostoriji sve dok lijek potpuno ne nestane, tj. kada se vaša prirodna sposobnost formiranja normalnih kratkoročnih i dugoročnih sjećanja stabilizuje.

Mi smo zbirka uspomena

Dok naša tijela mogu biti ogromna zbirka ćelija, naši umovi su ogromna zbirka sjećanja. Naša sjećanja čine temeljnu rešetku naših ličnosti i pogleda na svijet. Uklanjanje jedne uspomene – namjerno ili, još gore, slučajno – imalo bi nepredvidiv učinak na našu psihu i način na koji funkcioniramo u našim svakodnevnim životima.

(Sada kad bolje razmislim, ovo upozorenje zvuči vrlo slično efektu leptira koji se spominje u skoro svakom filmu o putovanju kroz vrijeme u posljednje tri decenije. Zanimljivo.)

Iz tog razloga, iako minimiziranje i uklanjanje pamćenja zvuči kao uzbudljiv terapijski pristup koji pomaže osobama koje pate od PTSP-a ili žrtvama silovanja da prevladaju emocionalnu traumu svoje prošlosti, važno je napomenuti da se takvi tretmani nikada neće nuditi olako.

Evo ga, sa gore navedenim trendovima i alatima, kraj trajne i sakaćene mentalne bolesti vidjet će se u našim životima. Između ovoga i uspješnice novih lijekova, precizne medicine i kraja trajnih fizičkih ozljeda opisanih u ranijim poglavljima, pomislili biste da je naša serija o budućnosti zdravlja sve to pokrila... pa, ne baš. U nastavku ćemo razgovarati o tome kako će sutrašnje bolnice izgledati, kao i o budućem stanju zdravstvenog sistema.