Capisce u cervellu per sguassà e malatie mentale: Future of Health P5

100 miliardi di neuroni. 100 trilioni di sinapsi. 400 chilometri di vini sanguini. U nostru cervellu frustra a scienza cù a so cumplessità. In fatti, fermanu volti 30 più putente di u nostru più veloce supercomputer.

Ma in sbloccare u so misteru, apremu un mondu liberu di ferite cerebrale permanente è disordini mentali. In più di quessa, seremu capaci di aumentà a nostra intelligenza, sguassate i ricordi dolorosi, cunnette a nostra mente à l'urdinatore, è ancu cunnette a nostra mente cù a mente di l'altri.

So, chì tuttu sona pazzi, ma cum'è leghje nantu, avete da principià à capisce quantu simu vicinu à scoppi chì facilmente cambià ciò chì significa esse umanu.

Finalmente capisce u cervellu

U cervellu mediu hè una densa cullizzioni di neuroni (cellule chì cuntenenu dati) è sinapsi (viaghji chì permettenu à i neuroni di cumunicà). Ma esattamente cumu si cumunicanu sti neuroni è sinapsi è cumu diverse parti di u cervellu affettanu e diverse parti di u vostru corpu, resta un misteru. Ùn avemu mancu strumenti abbastanza putenti per capiscenu cumplettamente stu organu. Peor, i neuroscientisti di u mondu ùn anu mancu una teoria unificata accunsentita di u funziunamentu di u cervellu.

Stu statu di l'affari hè largamente dovutu à a natura decentralizata di a neuroscienza, postu chì a maiò parte di a ricerca di u cervellu si svolge in università è istituti scientifichi in u mondu. Tuttavia, prumette novi iniziative-cum'è i Stati Uniti L'iniziativa BRAIN è l'UE Prughjettu di u cervellu umanu- sò avà in corso per centralizà a ricerca di u cervellu, inseme cù un budgetu di ricerca più grande è direttive di ricerca più focalizzate.

Inseme, queste iniziative speranu di fà scopre massive in u campu di a neuroscienza di Connectomics - u studiu di connettori: carte complete di cunnessione in u sistema nervu di l'organismu. (In fondu, i scientisti volenu capisce ciò chì ogni neurona è sinapsi in u vostru cervellu faci veramente).

Optogenetica. Questu si riferisce à una tecnica di neuroscienza (liata à a connectomica) chì usa a luce per cuntrullà i neuroni. In inglese, questu significa aduprà l'ultimi strumenti di edizione genetica descritti in i capituli precedenti di sta serie per ingegnere geneticamente i neuroni in u cervellu di l'animali di laboratoriu, per esse sensibilizzati à a luce. Questu rende più faciule per monitorà quali neuroni si sparanu in u cervellu ogni volta chì questi animali si movenu o pensanu. Applicata à l'omu, sta tecnulugia permetterà à i scientisti di capiscenu più precisamente quale parte di u cervellu cuntrollanu i vostri pinsamenti, emozioni è corpu.

Barcode u cervellu. Un'altra tecnica, Codice a barre FISSEQ, injecta u cervellu cun un virus apposta cuncepitu per imprintà innocue codici à barre unichi in i neuroni infettati. Questu permetterà à i scientisti di identificà e cunnessione è l'attività finu à a sinapsi individuale, potenzialmente superendu l'optogenetica.

L'imaghjini di u cervellu tutale. Invece di identificà a funzione di neuroni è sinapsi individualmente, un approcciu alternativu hè di registrà tutti simultaneamente. E stupente abbastanza, avemu digià l'arnesi di imaging (versioni iniziali in ogni modu) per fà questu. L'inconveniente hè chì l'imaghjini di un cervellu individuale genera finu à 200 terabytes di dati (quasi ciò chì Facebook genera in un ghjornu). È serà solu finu à urdinatori quantichi entre in u mercatu, versu a mità di l'anni 2020, chì puderemu trasfurmà facilmente quella quantità di big data.

Sequenza di geni è edizione. Descritta in capitulu trè, è in questu cuntestu, appiicatu à u cervellu.

In generale, a sfida di mapping out the connectome hè paragunata à quella di cartografia di u genoma umanu, ottenuta in u 2001. Mentre hè assai più sfida, l'eventuali pagamentu di u connectome (da l'iniziu di l'anni 2030) aprirà a strada per una grande teoria di cervellu chì uniscerà u campu di a neuroscienza.

Stu futuru livellu di cunniscenza pò purtà à una varietà di applicazioni, cum'è membri protesi perfettamente cuntrullati da a mente, avanzamenti in l'Interfaccia Brain-Computer (BCI), cumunicazione cervellu à cervellu (ciao, telepatia elettronica), cunniscenze è cumpetenze uploading in u cervellu, Matrix-like uploading di a vostra mente in u web - l'opere! Ma per stu capitulu, focalizemu nantu à cumu sta grande teoria s'applicà à guarì u cervellu è a mente.

Trattamentu decisivu per a malatia mentale

In generale, tutti i disordini mentali derivanu da unu o una cumminazione di difetti di geni, ferite fisiche è traumu emutivu. In u futuru, riceverete trattamentu persunalizatu per queste cundizioni cerebrali basatu nantu à una cumminazione di tecnulugia è tecniche di terapia chì vi diagnosticanu perfettamente.

Per i disordini mentali causati principarmenti da difetti genetichi, cumprese e malatie cum'è a malatia di Parkinson, ADHD, disordine bipolari è schizofrenia, ùn sò micca solu diagnosticati assai prima in a vita in u futuru, teste / sequenza genetica di u mercatu di massa, ma seremu allora. capace di edità questi geni fastidiosi (è i so disordini currispondenti) utilizendu prucessi di terapia genica persunalizata.

Per i disordini mentali causati da ferite fisiche, cumpresi concussioni è traumatiche cerebrali (TBI) da accidenti di u travagliu o cummattimentu in zoni di guerra, sti cundizzioni seranu eventualmente trattati per una cumminazione di terapia di cellule staminali per rinfriscà e zone ferite di u cervellu (descritti in u ultimu capitulu), è ancu implants cerebrali specializati (neuroprotesi).

L'ultime, in particulare, hè digià attivamente pruvatu per l'usu di u mercatu di massa da 2020. Utilizendu una tecnica chjamata stimulazione cerebrale profonda (DBS), i cirurgichi implantanu un elettrodu sottile di 1 millimetru in una zona specifica di u cervellu. Simile à un pacemaker, sti implants stimulanu u cervellu cù un flussu ligeru è stabile di l'electricità per interrompe i loops di feedback negativu chì causanu disordini mentali disruptive. L'anu digià trovu successu in u trattamentu di i pazienti cun OCD severu, insomnia è depressione.  

Ma quandu si tratta di quelli disordini mentali paralizanti causati da un traumu emutivu, cumpresu u disordine di stress post-traumaticu (PTSD), periodi estremi di dulore o culpabilità, esposizione prolongata à u stress è l'abusu mentale da u vostru ambiente, ecc - sti cundizioni sò un puzzle più complicatu curà.

A pesta di i ricordi fastidiosi

Cum'è ùn ci hè micca una grande teoria di u cervellu, a scienza ùn hà ancu una cunniscenza cumpleta di cumu formemu ricordi. Ciò chì sapemu hè chì i ricordi sò classificati in trè tippi generali:

Memoria sensoriale: « Mi ricordu d’avè vistu quella vittura passà quattru seconde fà ; annusendu quellu stand di hot dog trè seconde fà; sente una canzone rock classica mentre passava da a tenda di dischi.

Memoria à breve termine: "Circa deci minuti fà, un sustenitore di a campagna pisò à a mo porta è m'hà parlatu perchè duverebbe vutà Trump per u presidente".

Memoria à longu andà: "Sette anni fà, aghju fattu un viaghju in Euro cù dui amichi. Una volta, mi ricordu d'avè sbuchjatu nantu à i funghi in Amsterdam è dopu in qualchì manera finiscinu in Parigi u ghjornu dopu. U megliu tempu di sempre. "

Di sti trè tippi di memoria, i ricordi longu sò i più cumplessi; cuntenenu sottoclassi cum'è memoria implicita e memoria esplicita, l'ultime di quale pò esse distruttu in più da memoria semantica, memoria episodica, è u più impurtante, ricordi emotivi. Questa cumplessità hè per quessa ch'elli ponu causà tanti danni.

L'incapacità di registrà bè è processà i ricordi à longu andà hè u mutivu principale di parechji disordini psicologichi. Hè ancu per quessa chì u futuru di curà i disordini psicologichi implicarà sia a ristaurazione di ricordi à longu andà sia à aiutà i pazienti à gestisce o sguassate cumplettamente i ricordi fastidiosi à longu andà.

Ristabilisce i ricordi per guarì a mente

Finu à avà, ci sò stati pochi trattamenti efficaci per i malati di TBI o di disordini genetichi cum'è a malatia di Parkinson, induve si tratta di restaurà i ricordi persi (o di piantà a perdita in corso) di ricordi longu. Solu in i Stati Uniti, 1.7 milioni soffrenu di TBI ogni annu, 270,000 XNUMX di i quali sò veterani militari.

A terapia di cellule staminali è geniche sò sempre à almenu una decina di anni (~ 2025) da e ferite potenzialmente guariscenti di TBI è guarì u Parkinson. Finu à tandu, l'impianti di u cervellu simili à quelli descritti prima parenu affruntà queste cundizioni oghje. Sò digià usati per trattà l'epilessia, u Parkinson, è Alzheimer pazienti, è più sviluppi di sta tecnulugia (in particulare quelli finanziatu da DARPA) puderia restaurà l'abilità di i malati di TBI di creà novi è restaurà vechji ricordi à longu andà da u 2020.

Sguassà i ricordi per guarì a mente

Forsi vi sò stati ingannati da qualchissia chì avete amatu, o forse vi scurdate di e vostre linee in un avvenimentu maiò di parlà in publicu; i ricordi negativi anu una brutta abitudine di persiste in a vostra mente. Tali ricordi ponu sia insignà à piglià decisioni megliu, o ponu fà più prudente di piglià certe azzioni.

Ma quandu a ghjente sperienze ricordi più traumatici, cum'è truvà u corpu assassinatu di un omu amatu o sopravvive à una zona di guerra, sti ricordi ponu turnà tossichi-potenzialmente purtendu à fobie permanenti, abusu di sustanzi, è cambiamenti negativi in ​​a personalità, cum'è l'aggressione aumentata, a depressione. , etc. PTSD, per esempiu, hè spessu chjamatu a malatia di a memoria; incidenti traumatici è l'emozioni negativi sentite in tuttu, fermanu in u presente postu chì i malati ùn ponu micca scurdà è diminuite a so intensità cù u tempu.

Hè per quessa quandu i terapii tradiziunali basati in cunversazione, droghe, è ancu recenti terapie basate in a realtà virtuale, fallenu per aiutà u paci à superà u so disordine basatu in memoria, i futuri terapeuti è i medichi ponu prescrive a rimuzione di a memoria traumatica in tuttu.

Iè, a so, questu sona cum'è un dispositivu di trama Sci-Fi da u filmu, Eterna Sunshine di a Mind Spotless, ma a ricerca in l'eliminazione di a memoria si move più veloce di ciò chì pensate.

A tecnica principale travaglia fora di una nova comprensione di cumu si ricordanu i ricordi stessi. Vede, à u cuntrariu di ciò chì a saviezza cumuna puderia dì, un ricordu ùn hè mai stabilitu in petra. Invece, l'attu di ricurdà una memoria cambia a memoria stessa. Per esempiu, un ricordo felice di un omu amatu puderia turnà in permanenza in un ricordu agrodolce, ancu doloroso, si ricorda durante u so funerale.

À u livellu scientificu, u vostru cervellu registra ricordi à longu andà cum'è una cullizzioni di neuroni, sinapsi è chimichi. Quandu vi invià u vostru cervellu à ricurdà una memoria, hà bisognu di riformate sta cullizzioni in un modu specificu per voi per ricurdà disa memoria. Ma hè durante questu ricumpinsamentu fase quandu a vostra memoria hè più vulnerabile à esse alterata o sguassata. È questu hè esattamente ciò chì i scientisti anu scupertu cumu fà.

In breve, i prucessi iniziali di stu prucessu vanu un pocu cum'è questu:

• Visitate una clinica medica per un appuntamentu cù un terapeuta specializatu è un tecnicu di laboratoriu;

• U terapeuta vi dumandassi una seria di dumande per isolà a causa radicale (memoria) di a vostra fobia o PTSD;

• Una volta isolatu, u terapeuta vi mantene à pensà è parlendu di quella memoria per mantene a vostra mente attivamente focalizzata nantu à a memoria è e so emozioni assuciate;

• Duranti stu ricordu prolongatu, u tecnicu di u labburatoriu avissi da inghjustà una pillola o injected you with the memory inhibiting drug;

• Quandu u ricordu cuntinueghja è a droga sbocca, l'emozioni assuciate cù a memoria cumincianu à diminuisce è fade, à fiancu à i dettagli selezziunati di a memoria (secondu a droga utilizata, a memoria ùn pò micca sparisce completamente);

• Stai in a stanza finu à chì a droga sguassate cumplettamente, vale à dì quandu a vostra capacità naturali di furmà ricordi normali à cortu è longu tempu si stabilizza.

Semu una cullizzioni di ricordi

Mentre i nostri corpi ponu esse una cullizzioni gigante di cellule, a nostra mente hè una cullezzione gigante di ricordi. I nostri ricordi formanu u lattice sottostanti di e nostre persunalità è visione di u mondu. L'eliminazione di una sola memoria - apposta o, peghju, accidintali - avaria un effettu imprevisible nantu à a nostra psiche è cumu funziunamu in a nostra vita di u ghjornu.

(Avà chì pensu à questu, questu avvisu sona assai simili à l'effettu di farfalla citatu in quasi tutti i filmi di viaghju di u tempu di l'ultimi trè decennii. Interessante.)

Per questu mutivu, mentri a minimizazione di a memoria è a rimozione sona cum'è un accostu di terapia eccitante per aiutà i malati di PTSD o vittime di violazione à superà u traumu emutivu di u so passatu, hè impurtante nutà chì tali trattamenti ùn saranu mai offerti ligeramente.

Eccu l'avete, cù e tendenze è l'arnesi delineati sopra, a fine di a malatia mentale permanente è crippling serà vistu in a nostra vita. Trà questu è u blockbuster novi droghe, medicina di precisione, è a fine di ferite fisiche permanenti descritte in i capituli precedenti, penserete chì a nostra serie Future of Health hà cupertu tuttu ... bè, micca abbastanza. In seguitu, discuteremu ciò chì l'ospedali di dumane seranu, è ancu u statu futuru di u sistema di salute.

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