Entendre el cervell per esborrar les malalties mentals: el futur de la salut P5

100 milions de neurones. 100 bilions de sinapsis. 400 milles de vasos sanguinis. El nostre cervell frustra la ciència amb la seva complexitat. De fet, es mantenen 30 vegades més potent que el nostre més ràpid superordinador.

Però en desbloquejar el seu misteri, obrim un món lliure de lesions cerebrals permanents i trastorns mentals. Més que això, podrem augmentar la nostra intel·ligència, esborrar records dolorosos, connectar la nostra ment a ordinadors i fins i tot connectar la nostra ment amb la ment dels altres.

Ho sé, tot sembla una bogeria, però a mesura que llegiu, començareu a entendre fins a quin punt estem d'avenços que canviaran fàcilment el que significa ser humà.

Finalment entendre el cervell

El cervell mitjà és una densa col·lecció de neurones (cèl·lules que contenen dades) i sinapsis (vias que permeten que les neurones es comuniquin). Però exactament com es comuniquen aquestes neurones i sinapsis i com les diferents parts del cervell afecten diferents parts del cos, això segueix sent un misteri. Ni tan sols tenim eines prou potents encara per entendre completament aquest òrgan. Pitjor encara, els neurocientífics del món ni tan sols tenen una teoria unificada d'acord sobre com funciona el cervell.

Aquest estat de coses es deu en gran part a la naturalesa descentralitzada de la neurociència, ja que la majoria de la investigació sobre el cervell té lloc a universitats i instituts científics d'arreu del món. Tanmateix, noves iniciatives prometedores, com els EUA iniciativa BRAIN i UE Projecte Cervell Humà—Ara estan en marxa per centralitzar la investigació sobre el cervell, juntament amb majors pressupostos de recerca i directrius de recerca més centrades.

En conjunt, aquestes iniciatives esperen fer avenços massius en el camp de la neurociència de la connectòmica: l'estudi de connectomes: mapes complets de connexions dins del sistema nerviós d'un organisme. (Bàsicament, els científics volen entendre què fa realment cada neurona i sinapsi dins del cervell.) Amb aquesta finalitat, els projectes que criden més atenció inclouen:

Optogenètica. Es refereix a una tècnica de neurociència (relacionada amb la connectòmica) que utilitza la llum per controlar les neurones. En anglès, això significa utilitzar les últimes eines d'edició genètica descrites en capítols anteriors d'aquesta sèrie per modificar genèticament les neurones dins del cervell dels animals de laboratori, de manera que es sensibilitzin a la llum. Això fa que sigui més fàcil controlar quines neurones s'encenen dins del cervell sempre que aquests animals es mouen o pensen. Quan s'aplica als humans, aquesta tecnologia permetrà als científics entendre amb més precisió quines parts del cervell controlen els vostres pensaments, emocions i cos.

Codificar el cervell. Una altra tècnica, Codi de barres FISSEQ, injecta al cervell un virus especialment dissenyat per imprimir codis de barres únics de manera inofensiva a les neurones infectades. Això permetrà als científics identificar connexions i activitat fins a la sinapsi individual, potencialment superant l'optogenètica.

Imatge de tot el cervell. En lloc d'identificar la funció de les neurones i les sinapsis individualment, un enfocament alternatiu és registrar-les totes simultàniament. I sorprenentment, ja tenim les eines d'imatge (de totes maneres les primeres versions) per fer-ho. L'inconvenient és que la imatge d'un cervell individual genera fins a 200 terabytes de dades (aproximadament el que Facebook genera en un dia). I només serà fins ordinadors quàntics entreu al mercat, cap a mitjans de la dècada de 2020, que podrem processar completament aquesta quantitat de grans dades fàcilment.

Seqüenciació i edició de gens. Descrit a capítol tres, i en aquest context, aplicat al cervell.

En general, el repte de traçar el connectoma s'està comparant amb el de cartografiar el genoma humà, aconseguit l'any 2001. Tot i que és molt més difícil, el resultat final del connectoma (a principis de la dècada de 2030) obrirà el camí cap a una gran teoria del cervell que unirà el camp de la neurociència.

Aquest futur nivell de comprensió pot donar lloc a una varietat d'aplicacions, com ara extremitats pròtesis perfectament controlades per la ment, avenços en la interfície cervell-ordinador (BCI), comunicació cervell a cervell (hola, telepatia electrònica), càrrega de coneixements i habilitats al cervell, Càrrega de la vostra ment a la xarxa semblant a una matriu: funciona! Però per a aquest capítol, centrem-nos en com s'aplicarà aquesta gran teoria a la curació del cervell i la ment.

Tractament decisiu per a la malaltia mental

En termes generals, tots els trastorns mentals provenen d'un o una combinació de defectes genètics, lesions físiques i traumes emocionals. En el futur, rebràs un tractament personalitzat per a aquestes afeccions cerebrals basat en una combinació de tecnologia i tècniques de teràpia que et diagnosticaran perfectament.

Per als trastorns mentals causats principalment per defectes genètics, incloses malalties com la malaltia de Parkinson, el TDAH, el trastorn bipolar i l'esquizofrènia, no només es diagnosticaran molt abans en la vida mitjançant proves/seqüenciacions genètiques del mercat de masses, sinó que després serem capaç d'editar aquests gens problemàtics (i els seus trastorns corresponents) mitjançant procediments personalitzats de teràpia gènica.

Per als trastorns mentals causats per lesions físiques, incloses les commocions cerebrals i les lesions cerebrals traumàtiques (TCE) per accidents laborals o combats en zones de guerra, aquestes condicions es tractaran eventualment mitjançant una combinació de teràpia amb cèl·lules mare per recuperar les zones lesionades del cervell (descrites a la últim capítol), així com implants cerebrals especialitzats (neuropròtesis).

Aquest últim, en particular, ja s'està provant activament per al mercat massiu l'any 2020. Mitjançant una tècnica anomenada estimulació cerebral profunda (DBS), els cirurgians implanten un elèctrode prim d'1 mil·límetre en una àrea específica del cervell. De manera similar a un marcapassos, aquests implants estimulen el cervell amb un flux d'electricitat suau i constant per interrompre els bucles de retroalimentació negativa que causen trastorns mentals disruptius. Ja ho han fet s'ha trobat amb èxit en el tractament de pacients amb TOC greu, insomni i depressió.  

Però quan es tracta d'aquests trastorns mentals paralitzants causats per trauma emocional, com ara el trastorn per estrès postraumàtic (TEPT), períodes extrems de dolor o culpa, exposició prolongada a l'estrès i abús mental del vostre entorn, etc., aquestes condicions són un trencaclosques més complicat. curar.

La plaga dels records problemàtics

De la mateixa manera que no hi ha una gran teoria del cervell, la ciència tampoc té una comprensió completa de com formem els records. El que sí sabem és que els records es classifiquen en tres tipus generals:

Memòria sensorial: “Recordo haver vist passar aquell cotxe fa quatre segons; olorant aquella parada de gossos calents fa tres segons; escoltant una cançó de rock clàssic mentre passava per la botiga de discos”.

Memòria a curt termini"Fa uns deu minuts, un partidari de la campanya va trucar a la meva porta i va parlar amb mi sobre per què hauria de votar Trump com a president".

Memòria a llarg termini: “Fa set anys, vaig fer un viatge a l'euro amb dos amics. Una vegada, recordo que em vaig drogar amb bolets a Amsterdam i després vaig acabar d'alguna manera a París l'endemà. El millor moment de sempre."

D'aquests tres tipus de memòria, els records a llarg termini són els més complexos; contenen subclasses com memòria implícita i memòria explícita, l'últim dels quals es pot desglossar encara més per memòria semàntica, memòria episòdica, i el més important, records emocionals. Aquesta complexitat és la raó per la qual poden causar tants danys.

La incapacitat per registrar i processar correctament els records a llarg termini és la raó principal de molts trastorns psicològics. També és per això que el futur de curar els trastorns psicològics implicarà restaurar els records a llarg termini o ajudar els pacients a gestionar o esborrar completament els records molests a llarg termini.

Restaurar records per curar la ment

Fins ara, hi ha hagut pocs tractaments eficaços per als malalts de TCE o de trastorns genètics com la malaltia de Parkinson, on es tracta de restaurar els records perduts (o aturar la pèrdua contínua de) records a llarg termini. Només als EUA, 1.7 milions pateixen de TCE cada any, 270,000 dels quals són veterans de l'exèrcit.

Les cèl·lules mare i la teràpia gènica encara estan almenys a una dècada (~ 2025) de curar lesions potencialment de TCE i curar el Parkinson. Fins aleshores, els implants cerebrals similars als descrits anteriorment semblen abordar aquestes condicions avui dia. Ja s'utilitzen per tractar l'epilèpsia, el Parkinson i La malaltia d'Alzheimer pacients i els desenvolupaments posteriors d'aquesta tecnologia (especialment aquells finançat per DARPA) podria restaurar la capacitat dels malalts de TCE per crear nous i restaurar records antics a llarg termini per al 2020.

Esborrar records per curar la ment

Potser et va enganyar algú que estimaves, o potser has oblidat les teves línies en un gran esdeveniment de xerrada en públic; els records negatius tenen el mal costum de perdurar a la teva ment. Aquests records us poden ensenyar a prendre millors decisions o bé us poden fer més prudents a l'hora de prendre determinades accions.

Però quan les persones experimenten records més traumàtics, com ara trobar el cos assassinat d'un ésser estimat o sobreviure a una zona de guerra, aquests records poden tornar-se tòxics, podent conduir a fòbies permanents, abús de substàncies i canvis negatius en la personalitat, com ara un augment de l'agressivitat, la depressió. , etc. El TEPT, per exemple, sovint es coneix com la malaltia de la memòria; els incidents traumàtics i les emocions negatives que s'han sentit al llarg del temps, romanen atrapats en el present, ja que els malalts no poden oblidar i disminuir la seva intensitat amb el temps.

És per això que quan les teràpies tradicionals basades en la conversa, les drogues i fins i tot recents teràpies basades en la realitat virtual, no ajuden el pacient a superar el seu trastorn basat en la memòria, els futurs terapeutes i metges poden prescriure l'eliminació de la memòria traumàtica per complet.

Sí, ho sé, sembla un dispositiu de trama de ciència ficció de la pel·lícula, Etern resplendor d'una ment sense records, però la investigació sobre l'esborrat de la memòria avança més ràpid del que penses.

La tècnica líder treballa a partir d'una nova comprensió de com es recorden els mateixos records. Ja veus, a diferència del que et pot dir la saviesa comuna, un record mai està gravat en pedra. En canvi, l'acte de recordar un record canvia el propi record. Per exemple, un record feliç d'un ésser estimat podria convertir-se permanentment en un record agredolç, fins i tot dolorós, si es recorda durant el seu funeral.

A nivell científic, el vostre cervell registra records a llarg termini com a col·lecció de neurones, sinapsis i substàncies químiques. Quan demaneu al vostre cervell que recordi un record, ha de reformar aquesta col·lecció d'una manera específica perquè recordeu aquest record. Però és durant això reconsolidació fase en què la teva memòria és més vulnerable a ser alterada o esborrada. I això és exactament el que els científics han descobert com fer-ho.

En poques paraules, les proves inicials d'aquest procés són una mica com això:

• Visiteu una clínica mèdica per a una cita amb un terapeuta especialitzat i un tècnic de laboratori;

• Aleshores, el terapeuta et farà una sèrie de preguntes per aïllar la causa arrel (memòria) de la teva fòbia o TEPT;

• Un cop aïllat, el terapeuta et mantindria pensant i parlant sobre aquest record per mantenir la teva ment activament centrada en el record i les seves emocions associades;

• Durant aquest record perllongat, el tècnic de laboratori us feia empassar una píndola o us injectava el fàrmac inhibidor de la memòria;

• A mesura que el record continua i la droga comença, les emocions associades a la memòria comencen a disminuir i s'esvaeixen, juntament amb els detalls selectes de la memòria (segons la droga utilitzada, la memòria pot no desaparèixer del tot);

• Et quedes dins de l'habitació fins que el fàrmac s'esvaeix completament, és a dir, quan s'estabilitza la teva capacitat natural per formar records normals a curt i llarg termini.

Som un recull de records

Si bé els nostres cossos poden ser una col·lecció gegant de cèl·lules, la nostra ment és una col·lecció gegant de records. Els nostres records formen la xarxa subjacent de les nostres personalitats i visions del món. L'eliminació d'un sol record —deliberadament o, pitjor, accidentalment— tindria un efecte impredictible sobre la nostra psique i com funcionem en el nostre dia a dia.

(Ara que hi penso, aquesta advertència sona molt semblant a l'efecte papallona esmentat a gairebé totes les pel·lícules de viatges en el temps de les últimes tres dècades. Interessant.)

Per aquest motiu, tot i que la minimització i eliminació de la memòria sona com un enfocament terapèutic emocionant per ajudar els malalts de TEPT o les víctimes de violació a superar el trauma emocional del seu passat, és important tenir en compte que aquests tractaments mai s'oferiran a la lleugera.

Aquí ho teniu, amb les tendències i les eines descrites anteriorment, el final de les malalties mentals permanents i paralizants es veurà a les nostres vides. Entre això i els nous fàrmacs de gran èxit, la medicina de precisió i el final de les lesions físiques permanents descrites en capítols anteriors, podríeu pensar que la nostra sèrie El futur de la salut ho ha cobert tot... bé, no del tot. A continuació, parlarem de com seran els hospitals de demà, així com de l'estat futur del sistema sanitari.

Sèrie Futur de la salut

L'assistència sanitària a prop d'una revolució: el futur de la salut P1

Les pandèmies de demà i les súper drogues dissenyades per combatre-les: el futur de la salut P2

L'assistència sanitària de precisió aprofita el vostre genoma: el futur de la salut P3

Fi de lesions i discapacitats físiques permanents: futur de la salut P4

Experimentant el sistema sanitari del demà: el futur de la salut P6

Responsabilitat sobre la vostra salut quantificada: el futur de la salut P7