Quantumrun

BILDA KREDITO: Quantumrun

Kompreni la cerbon por forigi mensan malsanon: Estonteco de Sano P5

David Tal, Eldonisto, Futuristo
@DavidTalWrites
LinkedIn

mar, 09/15/2020 - 05:34

100 miliardoj da neŭronoj. 100 bilionoj da sinapsoj. 400 mejlojn da sangaj glasoj. Niaj cerboj frustras sciencon per sia komplekseco. Fakte, ili restas 30 tempoj pli potenca ol nia plej rapida supercomputadora.

Sed malŝlosante ilian misteron, ni malfermas mondon sen permanenta cerbolezo kaj mensaj malordoj. Pli ol tio, ni povos pliigi nian inteligentecon, forviŝi dolorajn memorojn, konekti niajn mensojn al komputiloj, kaj eĉ konekti niajn mensojn kun la mensoj de aliaj.

Mi scias, ke ĉio sonas freneza, sed dum vi plu legas, vi komencos kompreni kiom proksime ni estas al sukcesoj kiuj facile ŝanĝos kion signifas esti homa.

Fine komprenante la cerbon

La averaĝa cerbo estas densa kolekto de neŭronoj (ĉeloj kiuj enhavas datenojn) kaj sinapsoj (vojoj kiuj permesas al neŭronoj komuniki). Sed ĝuste kiel tiuj neŭronoj kaj sinapsoj komunikas kaj kiel malsamaj partoj de la cerbo influas malsamajn partojn de via korpo, tio restas mistero. Ni ankoraŭ ne havas ilojn sufiĉe potencajn por plene kompreni ĉi tiun organon. Pli malbone, la neŭrosciencistoj de la mondo eĉ ne havas interkonsentitan unuigitan teorion pri kiel funkcias la cerbo.

Ĉi tiu stato estas plejparte pro la malcentralizita naturo de neŭroscienco, ĉar la plej granda parto de la cerba esplorado okazas en universitatoj kaj sciencaj institutoj ĉirkaŭ la mondo. Tamen, promesante novajn iniciatojn—kiel Usono CERBO-iniciato kaj EU Projekto Homa Cerbo—nun estas survoje por centralizi cerban esploradon, kune kun pli grandaj esplorbuĝetoj kaj pli fokusitaj esploraj direktivoj.

Kune, ĉi tiuj iniciatoj esperas fari amasajn sukcesojn en la neŭroscienca kampo de Konektomiko - la studo de konektomoj: ampleksaj mapoj de ligoj ene de la nerva sistemo de organismo. (Esence, sciencistoj volas kompreni, kion vere faras ĉiu neŭrono kaj sinapso en via cerbo.) Tiucele, la projektoj akirantaj la plej grandan atenton inkluzivas:

Optogenetiko. Tio rilatas al neŭroscienctekniko (rilata al konektomiko) kiu uzas lumon por kontroli neŭronojn. En la angla, tio signifas uzi la plej novajn genetikajn redaktajn ilojn priskribitajn en pli fruaj ĉapitroj de ĉi tiu serio por genetike realigi neŭronojn ene de la cerbo de laboratoriobestoj, por ke ili sentiviĝu al lumo. Ĉi tio faciligas kontroli kiuj neŭronoj ekbrulas en la cerbo kiam ajn tiuj bestoj moviĝas aŭ pensas. Se aplikita al homoj, ĉi tiu teknologio permesos al sciencistoj pli precize kompreni, kiuj partoj de la cerbo kontrolas viajn pensojn, emociojn kaj korpon.

Strekokodigo de la cerbo. Alia tekniko, FISSEQ-strekkodigo, injektas la cerbon per speciale realigita viruso dizajnita por sendanĝere presi unikajn strekkodojn en la infektitajn neŭronojn. Ĉi tio permesos al sciencistoj identigi ligojn kaj agadon ĝis la individua sinapso, eble superante optogenetikon.

Tuta cerba bildigo. Anstataŭ identigi la funkcion de neŭronoj kaj sinapsoj individue, alternativa aliro estas registri ilin ĉiujn samtempe. Kaj mirinde, ni jam havas la bildigilojn (fruaj versioj ĉiuokaze) por fari tion. La malavantaĝo estas, ke bildigo de individua cerbo generas ĝis 200 terabajtojn da datumoj (proksimume kion Facebook generas en tago). Kaj estos nur ĝis kvantumaj komputiloj eniru la vendoplacon, ĉirkaŭ la mez-2020-aj jaroj, ke ni povos plene prilabori tiun kvanton da grandaj datumoj facile.

Gensekvencado kaj redaktado. Priskribite en ĉapitro tri, kaj en ĉi tiu kunteksto, aplikita al la cerbo.

Ĝenerale, la defio de mapado de la konektomo estas komparata kun tiu de mapado de la homa genaro, atingita reen en 2001. Kvankam multe pli malfacila, la fina rekompenco de la konektomo (de la fruaj 2030-aj jaroj) pavimos la vojon al grandioza teorio de la cerbo kiu kunigos la kampon de neŭroscienco.

Ĉi tiu estonta nivelo de kompreno povas konduki al diversaj aplikoj, kiel perfekte menskontrolitaj prostezaj membroj, progresoj en Cerbo-Komputila Interfaco (BCI), cerba-al-cerba komunikado (saluton, elektronika telepatio), scio kaj lerteco alŝuto en la cerbon, Matrico-simila alŝutado de via menso en la reto—la verkoj! Sed por ĉi tiu ĉapitro, ni koncentriĝu pri kiel ĉi tiu grandioza teorio aplikiĝos al resanigo de la cerbo kaj menso.

Decida traktado por mensa malsano

Ĝenerale parolante, ĉiuj mensaj malordoj devenas de unu aŭ kombinaĵo de genaj difektoj, fizikaj vundoj kaj emocia traŭmato. En la estonteco, vi ricevos personecigitan traktadon por ĉi tiuj cerbaj kondiĉoj bazitaj sur kombinaĵo de teknologio kaj terapiaj teknikoj, kiuj perfekte diagnozos vin.

Por mensaj malordoj kaŭzitaj ĉefe de genetikaj difektoj—inkluzive de malsanoj kiel Parkinson-malsano, ADHD, manidepresiva malordo kaj skizofrenio—ĉi tiuj ne nur estos diagnozitaj multe pli frue en la vivo per estonta, amasmerkata genetika testado/sekvencado, sed ni tiam estos diagnozitaj. kapabla redakti ĉi tiujn ĝenajn genojn (kaj iliajn respondajn malordojn) uzante personecigitajn genterapiajn procedurojn.

Por mensaj malordoj kaŭzitaj de fizikaj vundoj—inkluzive de cerbokomocioj kaj traŭmataj cerbaj vundoj (TBI) de laborejaj akcidentoj aŭ bataloj en militaj zonoj—ĉi tiuj kondiĉoj poste estos traktataj per kombinaĵo de stamĉela terapio por rekreskigi vunditajn areojn de la cerbo (priskribitaj en la lasta ĉapitro), same kiel specialigitaj cerbaj enplantaĵoj (neŭroprotezaĵoj).

Ĉi-lasta, precipe, jam estas aktive testata por amasmerkata uzo antaŭ 2020. Uzante teknikon nomitan profunda cerba stimulado (DBS), kirurgoj enplantas 1-milimetran maldikan elektrodon en specifan areon de la cerbo. Similaj al korstimulilo, ĉi tiuj enplantaĵoj stimulas la cerbon per milda, konstanta fluo de elektro por interrompi negativajn reagobuklojn kiuj kaŭzas interrompajn mensajn malordojn. Ili jam faris estis trovita sukcesa en traktado de pacientoj kun severa OCD, sendormeco kaj depresio.

Sed kiam temas pri tiuj paralizaj mensaj malordoj kaŭzitaj de emocia traŭmato—inkluzive de post-traŭmata stresa malordo (PTSD), ekstremaj periodoj de funebro aŭ kulpo, longedaŭra eksponiĝo al streso kaj mensa misuzo de via medio, ktp—ĉi tiuj kondiĉoj estas pli malfacila enigmo. kuraci.

La plago de ĝenaj memoroj

Same kiel ne ekzistas grandioza teorio de la cerbo, scienco ankaŭ ne havas kompletan komprenon pri kiel ni formas memorojn. Kion ni scias estas, ke memoroj estas klasifikitaj en tri ĝeneralajn tipojn:

Sensa memoro: “Mi memoras, ke mi vidis tiun aŭton preterpasi antaŭ kvar sekundoj; flari tiun varman hundstandon antaŭ tri sekundoj; aŭdante klasikrokan kanton dum preterpasado de la diskobutiko."

Mallongdaŭra memoro: "Antaŭ dek minutoj, kampanja subtenanto frapis mian pordon kaj parolis kun mi pri kial mi voĉdoni Trump por prezidanto."

Longtempa memoro: “Antaŭ sep jaroj, mi eŭrovojaĝis kun du amikoj. Unufoje, mi memoras, ke mi akiris funkojn en Amsterdamo kaj poste iel finiĝis en Parizo la sekvan tagon. Plej bona tempo iam ajn.”

El tiuj tri memorspecoj, longperspektivaj memoroj estas la plej kompleksaj; ili enhavas subklasojn kiel implica memoro kaj eksplicita memoro, ĉi-lasta el kiuj povas esti plu malkonstruita per semantika memoro, epizoda memoro, kaj plej grave, emociaj memoroj. Ĉi tiu komplekseco estas kial ili povas kaŭzi tiom da damaĝo.

La nekapablo konvene registri kaj prilabori longdaŭrajn memorojn estas la ĉefa kialo malantaŭ multaj psikologiaj malordoj. Estas ankaŭ kial la estonteco de kuracado de psikologiaj malordoj implikos aŭ restarigi longdaŭrajn memorojn aŭ helpi pacientojn administri aŭ tute forigi ĝenajn longdaŭrajn memorojn.

Restarigi memorojn por resanigi la menson

Ĝis nun, ekzistas malmultaj efikaj traktadoj por suferantoj de TBI aŭ genetikaj malordoj kiel Parkinson-malsano, kie temas pri restarigi perditajn (aŭ ĉesigi la daŭran perdon de) longdaŭraj memoroj. Nur en Usono, 1.7 milionoj suferas de TBI ĉiujare, 270,000 el kiuj estas armeaj veteranoj.

Stamĉelo kaj genterapio ankoraŭ estas almenaŭ jardekon for (~2025) de eble resanigo de TBI-vundoj kaj resanigo de Parkinson. Ĝis tiam, cerbaj enplantaĵoj similaj al tiuj priskribitaj antaŭe ŝajnas trakti ĉi tiujn kondiĉojn hodiaŭ. Ili jam estas uzataj por trakti epilepsion, Parkinson, kaj Alzheimer pacientoj, kaj pluevoluoj de ĉi tiu teknologio (precipe tiuj financite fare de DARPA) povus restarigi la kapablon de TBI-suferantoj krei novajn kaj restarigi malnovajn longperspektivajn memorojn antaŭ 2020.

Forigante memorojn por resanigi la menson

Eble vi estis trompita de iu, kiun vi amis, aŭ eble vi forgesis viajn liniojn ĉe grava publika parolado; negativaj memoroj havas malbonan kutimon restadi en via menso. Tiaj memoroj povas aŭ instrui vin fari pli bonajn decidojn, aŭ ili povas igi vin pli singarda fari iujn agojn.

Sed kiam homoj spertas pli traŭmatajn memorojn, kiel trovi la murditan korpon de amato aŭ postvivi militzonon, ĉi tiuj memoroj povas fariĝi toksaj—eble kondukante al permanentaj fobioj, drogmanio kaj negativaj ŝanĝoj en personeco, kiel pliigita agreso, depresio. , ktp PTSD, ekzemple, estas ofte referita kiel la malsano de memoro; traŭmataj okazaĵoj kaj la negativaj emocioj sentitaj ĉie, restas blokitaj en la nuntempo ĉar suferantoj ne povas forgesi kaj malpliigi sian intensecon laŭlonge de la tempo.

Tial kiam tradiciaj konversacia-bazitaj terapioj, drogoj, kaj eĉ freŝaj terapioj bazitaj en virtuala realeco, malsukcesas helpi la pacienton venki sian memor-bazitan malsanon, estontaj terapiistoj kaj kuracistoj povas preskribi la forigon de la traŭmata memoro entute.

Jes, mi scias, ĉi tio sonas kiel Sci-Fi intriga aparato de la filmo, Eterna Sunshine de la senmakula menso, sed esplorado pri memorforviŝo moviĝas pli rapide ol vi pensas.

La gvida tekniko funkcias per nova kompreno pri kiel memoroj mem estas memoritaj. Vi vidas, male al tio, kion la komuna saĝo povus diri al vi, memoro neniam estas ŝtonigita. Anstataŭe, la ago memori memoron ŝanĝas la memoron mem. Ekzemple, feliĉa memoro de amato povus konstante iĝi dolĉamara, eĉ dolora, memoro se memorita dum ilia entombigo.

Sur scienca nivelo, via cerbo registras longdaŭrajn memorojn kiel kolekton de neŭronoj, sinapsoj kaj kemiaĵoj. Kiam vi instigas vian cerbon memori memoron, ĝi bezonas reformi ĉi tiun kolekton en specifa maniero por ke vi memoru tiun memoron. Sed estas dum tio rekonsolidiĝo fazo kiam via memoro estas plej vundebla al esti ŝanĝita aŭ forigita. Kaj ĝuste tion sciencistoj malkovris kiel fari.

En resumo, komencaj provoj de ĉi tiu procezo iras iom kiel ĉi tio:

Vi vizitas medicinan klinikon por rendevuo kun specialigita terapiisto kaj laboratorioteknikisto;
La terapiisto tiam demandus al vi serion da demandoj por izoli la radikan kaŭzon (memoron) de via fobio aŭ PTSD;
Fojo izolita, la terapiisto tenus vin pensi kaj paroli pri tiu memoro por konservi vian menson aktive koncentrita sur la memoro kaj ĝiaj rilataj emocioj;
Dum ĉi tiu longedaŭra rememoro, la laboratorioteknikisto dezirus, ke vi glutu pilolon aŭ injektu al vi la memorinhiban drogon;
Ĉar la rememoro daŭras kaj la drogo ekas, la emocioj asociitaj kun la memoro komencas malpliiĝi kaj fadi, kune kun la elektitaj detaloj de la memoro (depende de la drogo uzita, la memoro eble ne tute malaperas);
Vi restas en la ĉambro ĝis la drogo tute malaperis, te kiam stabiliĝas via natura kapablo formi normalajn mallongajn kaj longdaŭrajn memorojn.

Ni estas kolekto de memoroj

Dum niaj korpoj povas esti giganta kolekto de ĉeloj, niaj mensoj estas giganta kolekto de memoroj. Niaj memoroj formas la suban kradon de niaj personecoj kaj mondkonceptoj. La forigo de ununura memoro — intence aŭ, pli malbone, hazarde — havus neantaŭvideblan efikon al nia psiko kaj kiel ni funkcias en nia ĉiutaga vivo.

(Nun kiam mi pensas pri tio, ĉi tiu averto sonas tre simila al la papilia efiko menciita en preskaŭ ĉiu tempovojaĝa filmo de la pasintaj tri jardekoj. Interese.)

Tial, dum memoro minimumigo kaj forigo sonas kiel ekscita terapia alproksimiĝo por helpi PTSD suferantoj aŭ seksperfortaj viktimoj venki la emocian traŭmaton de sia pasinteco, estas grave noti, ke tiaj traktadoj neniam estos ofertitaj malpeze.

Tie vi havas ĝin, kun la tendencoj kaj iloj skizitaj supre, la fino de permanenta kaj kripliga mensa malsano vidos en niaj vivoj. Inter ĉi tio kaj la furoraĵoj novaj medikamentoj, preciza medicino, kaj la fino de konstantaj fizikaj vundoj priskribitaj en pli fruaj ĉapitroj, vi pensus, ke nia serio Future of Health kovris ĉion... nu, ne tute. Poste ni diskutos kiel aspektos la morgaŭaj hospitaloj, kaj ankaŭ pri la estonta stato de la sansistemo.