Quantumrun

KREDIT OBRAZU: Quantumrun

Pochopení mozku pro vymazání duševních nemocí: Budoucnost zdraví P5

David Tal, vydavatel, futurista
@DavidTalWrites
LinkedIn

Út, 09/15/2020 - 05:34

100 miliard neuronů. 100 bilionů synapsí. 400 mil krevních cév. Naše mozky maří vědu svou složitostí. Ve skutečnosti zůstávají 30 krát silnější než naše nejrychlejší Superpočítač.

Ale při odhalování jejich tajemství otevíráme svět bez trvalého poranění mozku a duševních poruch. Kromě toho budeme schopni zvýšit svou inteligenci, vymazat bolestivé vzpomínky, propojit svou mysl s počítači a dokonce propojit svou mysl s myslí ostatních.

Vím, že to všechno zní šíleně, ale jak budete číst dál, začnete chápat, jak blízko jsme k průlomům, které snadno změní, co to znamená být člověkem.

Konečně rozumět mozku

Průměrný mozek je hustá sbírka neuronů (buňky, které obsahují data) a synapsí (dráhy, které umožňují komunikaci neuronů). Ale jak přesně tyto neurony a synapse komunikují a jak různé části mozku ovlivňují různé části vašeho těla, to zůstává záhadou. Ještě nemáme ani nástroje dostatečně výkonné, abychom tomuto orgánu plně porozuměli. A co je horší, světoví neurovědci nemají ani dohodnutou jednotnou teorii toho, jak mozek funguje.

Tento stav je z velké části způsoben decentralizovanou povahou neurověd, protože většina výzkumu mozku se odehrává na univerzitách a vědeckých ústavech po celém světě. Nicméně slibné nové iniciativy – jako USA iniciativa BRAIN a EU Projekt lidského mozku— nyní probíhají centralizace výzkumu mozku spolu s vyššími rozpočty na výzkum a cílenějšími směrnicemi pro výzkum.

Společně tyto iniciativy doufají, že učiní masivní průlomy v oblasti neurovědy Connectomics – studia konektomy: komplexní mapy spojení v rámci nervového systému organismu. (Vědci chtějí v zásadě porozumět tomu, co každý neuron a synapse ve vašem mozku skutečně dělá.) Za tímto účelem projekty, kterým je věnována největší pozornost, zahrnují:

Optogenetika. To se týká neurovědní techniky (související s konektomikou), která využívá světlo k ovládání neuronů. V angličtině to znamená použití nejnovějších nástrojů pro genetickou úpravu popsaných v dřívějších kapitolách této série ke genetickému inženýrství neuronů v mozku laboratorních zvířat, takže se stanou citlivějšími na světlo. Díky tomu je snazší sledovat, které neurony se v mozku spustí, kdykoli se tato zvířata pohnou nebo přemýšlejí. Když se tato technologie aplikuje na lidi, umožní vědcům přesněji porozumět tomu, jaké části mozku ovládají vaše myšlenky, emoce a tělo.

Čárové kódování mozku. Další technika, Čárové kódování FISSEQ, vstříkne do mozku speciálně upravený virus navržený tak, aby neškodně vtiskl unikátní čárové kódy do infikovaných neuronů. To umožní vědcům identifikovat spojení a aktivitu až k individuální synapsi, což potenciálně předčí optogenetiku.

Zobrazování celého mozku. Místo identifikace funkce neuronů a synapsí jednotlivě je alternativním přístupem zaznamenat je všechny současně. A kupodivu již máme k tomu zobrazovací nástroje (beztak rané verze). Nevýhodou je, že zobrazení jednotlivého mozku generuje až 200 terabajtů dat (zhruba to, co Facebook vygeneruje za den). A bude to jen do kvantové počítače vstoupíme na trh zhruba v polovině roku 2020, že budeme schopni toto množství velkých dat snadno zpracovat.

Sekvenování a editace genů. Popsáno v kapitola třetía v této souvislosti aplikované na mozek.

Celkově lze říci, že problém zmapování konektomu je srovnáván s úkolem zmapování lidského genomu, kterého bylo dosaženo již v roce 2001. I když je to mnohem náročnější, konečný přínos konektomu (začátkem 2030. let XNUMX. století) připraví cestu k velké teorii mozek, který sjednotí pole neurověd.

Tato budoucí úroveň porozumění může vést k řadě aplikací, jako jsou protetické končetiny dokonale ovládané myslí, pokroky v rozhraní Brain-Computer Interface (BCI), komunikace mezi mozky a mozky (ahoj, elektronická telepatie), vkládání znalostí a dovedností do mozku, Matrixové nahrávání vaší mysli na web – funguje! Ale v této kapitole se zaměřme na to, jak se tato velká teorie uplatní při léčení mozku a mysli.

Rozhodující léčba duševní choroby

Obecně řečeno, všechny duševní poruchy pocházejí z jednoho nebo z kombinace genových defektů, fyzických zranění a emočního traumatu. V budoucnu obdržíte přizpůsobenou léčbu těchto mozkových stavů založenou na kombinaci technologií a terapeutických technik, které vás dokonale diagnostikují.

U duševních poruch způsobených převážně genetickými defekty – včetně nemocí, jako je Parkinsonova choroba, ADHD, bipolární porucha a schizofrenie – tyto nejenže budou diagnostikovány mnohem dříve v životě prostřednictvím budoucího genetického testování/sekvenování na masovém trhu, ale poté budeme schopni odstranit tyto problematické geny (a jim odpovídající poruchy) pomocí přizpůsobených postupů genové terapie.

U duševních poruch způsobených fyzickými zraněními – včetně otřesů a traumatických poranění mozku (TBI) při nehodách na pracovišti nebo v bojích ve válečných zónách – budou tyto stavy nakonec léčeny kombinací terapie kmenovými buňkami, aby se znovu dorostly poraněné oblasti mozku (popsané v poslední kapitola), stejně jako specializované mozkové implantáty (neuroprotetika).

Zejména poslední jmenovaný je již aktivně testován pro použití na masovém trhu do roku 2020. Pomocí techniky zvané hluboká mozková stimulace (DBS) chirurgové implantují 1 milimetr tenkou elektrodu do určité oblasti mozku. Podobně jako kardiostimulátor stimulují tyto implantáty mozek mírným, stálým tokem elektřiny, aby přerušily smyčky negativní zpětné vazby, které způsobují rušivé duševní poruchy. Už to udělali shledán úspěšným při léčbě pacientů s těžkou OCD, nespavostí a depresí.

Ale pokud jde o ty paralyzující duševní poruchy způsobené emočním traumatem – včetně posttraumatické stresové poruchy (PTSD), extrémních období smutku nebo viny, dlouhodobého vystavení stresu a duševnímu týrání z vašeho okolí atd. – tyto stavy jsou složitější hádanka. vyléčit.

Mor nepříjemných vzpomínek

Stejně jako neexistuje žádná velká teorie mozku, ani věda nemá úplné pochopení toho, jak si tvoříme vzpomínky. Co víme, je, že vzpomínky se dělí do tří obecných typů:

Senzorická paměť: „Pamatuji si, jak jsem před čtyřmi sekundami viděl to auto projet kolem; před třemi sekundami cítit ten stánek s párky v rohlíku; když jsem procházel kolem obchodu s deskami, slyšel klasickou rockovou píseň.“

Krátkodobá paměť: "Asi před deseti minutami mi na dveře zaklepal podporovatel kampaně a mluvil se mnou o tom, proč bych měl volit Trumpa za prezidenta."

Dlouhodobá paměť: „Před sedmi lety jsem jel se dvěma kamarády na Euro trip. Jednou si pamatuji, jak jsem se v Amsterdamu vysmíval a pak jsem druhý den nějak skončil v Paříži. Nejlepší čas vůbec.”

Z těchto tří typů paměti jsou dlouhodobé paměti nejsložitější; obsahují podtřídy jako implicitní paměť a explicitní paměť, z nichž poslední lze dále členit podle sémantická paměť, epizodická paměťa hlavně, emocionální vzpomínky. Tato složitost je důvodem, proč mohou způsobit tolik škod.

Neschopnost správně zaznamenat a zpracovat dlouhodobé vzpomínky je hlavním důvodem mnoha psychických poruch. To je také důvod, proč budoucnost léčby psychologických poruch bude zahrnovat buď obnovu dlouhodobých vzpomínek, nebo pomoc pacientům zvládnout nebo úplně vymazat problematické dlouhodobé vzpomínky.

Obnovení vzpomínek k léčení mysli

Až dosud existovalo jen málo účinných léčebných postupů pro pacienty trpící TBI nebo genetickými poruchami, jako je Parkinsonova choroba, kde jde o obnovení ztracených (nebo zastavení probíhající ztráty) dlouhodobých vzpomínek. Jen v USA trpí TBI každý rok 1.7 milionu, z nichž 270,000 XNUMX jsou vojenští veteráni.

Kmenové buňky a genová terapie jsou stále nejméně deset let (~2025) od potenciálního léčení poranění TBI a vyléčení Parkinsonovy choroby. Zdá se, že do té doby mozkové implantáty podobné těm, které byly popsány dříve, dnes řeší tyto stavy. Používají se již k léčbě epilepsie, Parkinsonovy a Alzheimerova choroba pacientů a dalšího vývoje této technologie (zejména těch financované DARPA) by mohla do roku 2020 obnovit schopnost pacientů trpících TBI vytvářet nové a obnovovat staré dlouhodobé vzpomínky.

Vymazání vzpomínek k uzdravení mysli

Možná vás podvedl někdo, koho jste milovali, nebo jste možná zapomněli své repliky na velké veřejné řečnické akci; negativní vzpomínky mají ve vaší mysli nepříjemný zvyk. Takové vzpomínky vás mohou buď naučit dělat lepší rozhodnutí, nebo vás mohou učinit opatrnějšími při provádění určitých akcí.

Ale když lidé prožívají traumatičtější vzpomínky, jako je nalezení zavražděného těla milovaného člověka nebo přežití ve válečné zóně, mohou se tyto vzpomínky změnit na toxické – potenciálně vést k trvalým fobiím, zneužívání návykových látek a negativním změnám osobnosti, jako je zvýšená agresivita, deprese. , atd. PTSD je například často označována jako nemoc paměti; traumatické incidenty a negativní emoce pociťované po celou dobu zůstávají uvízlé v přítomnosti, protože postižení nemohou zapomenout a časem snižovat jejich intenzitu.

To je důvod, proč když tradiční konverzační terapie založené na drogách, a dokonce i nedávné terapie založené na virtuální realitěPokud pacientovi nepomohou překonat poruchu paměti, budoucí terapeuti a lékaři mohou předepsat úplné odstranění traumatické paměti.

Ano, já vím, zní to jako sci-fi zápletka z filmu, Věčný svit neposkvrněné mysli, ale výzkum vymazání paměti postupuje rychleji, než si myslíte.

Vedoucí technika pracuje na novém chápání toho, jak se vzpomínky samy pamatují. Vidíte, na rozdíl od toho, co by vám mohla říkat běžná moudrost, vzpomínka není nikdy vytesána do kamene. Namísto toho akt zapamatování paměti mění paměť samotnou. Například radostná vzpomínka na milovaného člověka se může natrvalo proměnit v hořkosladkou, dokonce bolestivou vzpomínku, pokud si na něj vzpomenete během pohřbu.

Na vědecké úrovni váš mozek zaznamenává dlouhodobé vzpomínky jako soubor neuronů, synapsí a chemikálií. Když vyzvete svůj mozek, aby si pamatoval vzpomínku, musí tuto sbírku zreformovat specifickým způsobem, abyste si zapamatovali uvedenou vzpomínku. Ale je to během toho utužení fáze, kdy je vaše paměť nejzranitelnější vůči změně nebo vymazání. A přesně to vědci zjistili, jak na to.

Stručně řečeno, počáteční pokusy tohoto procesu vypadají trochu takto:

Navštívíte lékařskou kliniku pro schůzku se specializovaným terapeutem a laboratorním technikem;
Terapeut by vám pak položil řadu otázek, aby izoloval hlavní příčinu (paměť) vaší fobie nebo PTSD;
Jakmile budete izolováni, terapeut by vás nechal přemýšlet a mluvit o této vzpomínce, aby se vaše mysl aktivně soustředila na vzpomínku a s ní spojené emoce;
Během tohoto dlouhého vzpomínání by vás laboratorní technik přiměl spolknout pilulku nebo vám píchnout lék inhibující paměť;
Jak vzpomínka pokračuje a droga nastupuje, emoce spojené se vzpomínkou se začínají snižovat a mizet spolu s vybranými detaily paměti (v závislosti na použité droze nemusí vzpomínka úplně zmizet);
Zůstanete v místnosti, dokud droga úplně nevyprchá, tj. když se vaše přirozená schopnost vytvářet normální krátkodobé a dlouhodobé vzpomínky stabilizuje.

Jsme sbírka vzpomínek

Zatímco naše těla mohou být obří sbírkou buněk, naše mysl je obří sbírkou vzpomínek. Naše vzpomínky tvoří základní mřížku našich osobností a světonázorů. Odstranění jediné vzpomínky – záměrně nebo v horším případě náhodně – by mělo nepředvídatelný dopad na naši psychiku a na to, jak fungujeme v každodenním životě.

(Teď, když o tom přemýšlím, zní toto varování velmi podobně jako motýlí efekt zmiňovaný téměř ve všech filmech o cestování časem za poslední tři desetiletí. Zajímavé.)

Z tohoto důvodu, zatímco minimalizace a odstranění paměti zní jako vzrušující terapeutický přístup, který má pomoci pacientům trpícím PTSD nebo obětem znásilnění překonat emocionální trauma z jejich minulosti, je důležité si uvědomit, že taková léčba nebude nikdy nabízena lehkovážně.

Tady to máte, s trendy a nástroji nastíněnými výše bude konec trvalého a ochromujícího duševního onemocnění svědkem našeho života. Mezi tím a senzačními novými léky, precizní medicínou a koncem trvalých fyzických zranění popsaných v předchozích kapitolách byste si mysleli, že naše série Budoucnost zdraví to všechno pokryla… no, ne tak docela. Dále se budeme bavit o tom, jak budou vypadat nemocnice zítřka a také o budoucím stavu zdravotnictví.