Quantumrun

CREIDMHEASA ÍOMHÁ: Quantumrun

An inchinn a thuiscint chun meabhairghalar a scriosadh: Todhchaí na Sláinte P5

David Tal, Foilsitheoir, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Dé Máirt, 09/15/2020 - 05:34

100 billiún néaróin. 100 trilliún synapses. 400 míle de soithigh fola. Cuireann ár n-inchinn bac ar an eolaíocht lena gcastacht. Go deimhin, fanann siad 30 amanna níos cumhachtaí ná ár tapúla supercomputer.

Ach a rúndiamhair a scaoileadh, osclaíonn muid domhan atá saor ó ghortú inchinne buan agus neamhoird mheabhrach. Níos mó ná sin, beimid in ann ár n-éirim a mhéadú, cuimhní pianmhar a scriosadh, ár n-intinn a nascadh le ríomhairí, agus fiú ár n-intinn a nascadh le meon daoine eile.

Tá a fhios agam go bhfuil an chuma ar fad ar mire, ach de réir mar a léann tú ar aghaidh, tuigfidh tú cé chomh gar agus atá muid do chinntí a athróidh go héasca cad a chiallaíonn sé a bheith daonna.

Ar deireadh tuiscint ar an inchinn

Is éard atá sa mheán-inchinn ná bailiúchán dlúth néaróin (cealla ina bhfuil sonraí) agus synapses (cosáin a ligeann do néaróin cumarsáid a dhéanamh). Ach go díreach mar a dhéanann na néaróin agus na synapses cumarsáid agus conas a théann codanna éagsúla den inchinn i bhfeidhm ar chodanna éagsúla de do chorp, is rúndiamhair é sin. Níl fiú uirlisí cumhachtach go leor againn fós chun an t-orgán seo a thuiscint go hiomlán. Níos measa ná sin, níl fiú teoiric aontaithe aontaithe ag néareolaithe an domhain maidir le conas a oibríonn an inchinn.

Is de bharr nádúr díláraithe na néareolaíochta go príomha a dhéantar an staid seo, toisc go ndéantar an chuid is mó den taighde inchinne in ollscoileanna agus in institiúidí eolaíocha ar fud an domhain. Mar sin féin, geallann tionscnaimh nua-cosúil leis na Stáit Aontaithe Tionscnamh BRAIN agus AE Tionscadal Brain Daonna—ar siúl anois chun taighde inchinne a lárú, mar aon le buiséid taighde níos mó agus treoracha taighde níos dírithe.

Le chéile, tá súil ag na tionscnaimh seo dul chun cinn ollmhór a dhéanamh i réimse na néareolaíochta de Connectomics - staidéar ar nascaim: léarscáileanna cuimsitheacha de naisc laistigh de néarchóras an orgánaigh. (Go bunúsach, ba mhaith le heolaithe a thuiscint cad a dhéanann gach néaróin agus synapse i d'inchinn i ndáiríre.) Chuige sin, áirítear ar na tionscadail a fhaigheann an aird is mó:

Optogenetics. Tagraíonn sé seo do theicníc néareolaíochta (a bhaineann le nascómaíocht) a úsáideann solas chun néaróin a rialú. I mBéarla, ciallaíonn sé seo na huirlisí eagarthóireachta géiniteacha is déanaí a bhfuil cur síos orthu i gcaibidlí níos luaithe den tsraith seo a úsáid chun néaróin a innealtóireacht go géiniteach laistigh d'inchinn ainmhithe saotharlainne, ionas go n-íograítear iad chun solais. Déanann sé seo níos éasca monatóireacht a dhéanamh ar na néaróin a scaoileann taobh istigh den inchinn aon uair a bhogann nó a smaoiníonn na hainmhithe seo. Nuair a chuirtear i bhfeidhm ar dhaoine é, cuirfidh an teicneolaíocht seo ar chumas eolaithe tuiscint níos cruinne a fháil ar na codanna den inchinn a rialaíonn do chuid smaointe, mothúcháin agus do chorp.

Barcode an inchinn. Teicníc eile, Barrachóid FISSEQ, instealladh víreas a ndearnadh innealtóireacht speisialta air chun barrachóid uathúla a phriontáil go neamhdhíobhálach sna néaróin ionfhabhtaithe. Tabharfaidh sé seo deis d’eolaithe naisc agus gníomhaíocht a aithint síos go dtí an synapse aonair, rud a d’fhéadfadh a bheith níos fearr ná optaigéineolaíocht.

Íomháú inchinn iomlán. In ionad feidhm na néaróin agus na synapses a aithint ina n-aonar, is é cur chuige malartach iad go léir a thaifeadadh go comhuaineach. Agus rud iontach go leor, tá na huirlisí íomháithe againn cheana féin (leaganacha luatha ar aon nós) chun é sin a dhéanamh. Is é an taobh thíos ná go ngineann íomháú inchinn aonair suas le 200 terabyte sonraí (thart ar an méid a ghineann Facebook in aon lá). Agus ní bheidh ach go dtí ríomhairí candamacha dul isteach sa mhargadh, timpeall lár na 2020idí, go mbeimid in ann an méid sin sonraí móra a phróiseáil go héasca go héasca.

Seicheamhú géine agus eagarthóireacht. Cur síos air i caibidil a trí, agus sa chomhthéacs seo, i bhfeidhm ar an inchinn.

Tríd is tríd, tá an dúshlán a bhaineann le mapáil amach an chónasctha á chur i gcomparáid leis an dúshlán a bhaineann le mapáil an ghéanóm daonna, a baineadh amach siar in 2001. Cé go bhfuil i bhfad níos dúshlánaí, réiteoidh íocaíocht deiridh an chónasctha (go luath sna 2030idí) an bealach do mhórtheoiric an chónasctha. inchinn a aontóidh réimse na néareolaíochta.

D’fhéadfadh feidhmchláir éagsúla a bheith mar thoradh ar an leibhéal tuisceana seo amach anseo, mar ghéaga próistéiseach atá rialaithe go breá, dul chun cinn i gComhéadan Inchinn-Ríomhaire (BCI), cumarsáid inchinn-go-inchinn (hello, teileapaitíocht leictreonach), eolas agus scileanna a uaslódáil isteach san inchinn, Maitrís-mhaith uaslódáil d'intinn isteach ar an ngréasán - na hoibreacha! Ach don chaibidil seo, dírímid ar an gcaoi a mbainfidh an teoiric mhór seo le cneasaithe na hinchinne agus na haigne.

Cóireáil cinntitheach le haghaidh meabhairghalar

Go ginearálta, eascraíonn gach neamhord meabhrach as ceann amháin nó meascán de lochtanna géine, gortuithe fisiceacha, agus tráma mhothúchánach. Sa todhchaí, gheobhaidh tú cóireáil shaincheaptha do na coinníollacha inchinne seo bunaithe ar mheascán de theicnící teicneolaíochta agus teiripe a dhéanfaidh tú a dhiagnóisiú go foirfe.

I gcás neamhoird mheabhrach ar lochtanna géiniteacha is mó atá ina gcúis leo - lena n-áirítear tinnis cosúil le galar Parkinson, ADHD, neamhord bipolar, agus scitsifréine - ní hamháin go ndéanfar iad seo a dhiagnóisiú i bhfad níos luaithe sa saol trí thástáil / seicheamhú géiniteach ollmhargadh, ach beidh muid ansin. in ann na géinte trioblóideacha seo (agus a gcuid neamhoird chomhfhreagracha) a chur in eagar ag baint úsáide as nósanna imeachta géinteiripe saincheaptha.

I gcás neamhoird mheabhrach de bharr gortuithe fisiceacha - lena n-áirítear concussions agus gortuithe traumatic inchinn (TBI) ó thimpistí san ionad oibre nó chomhrac i gcriosanna cogaidh - déileálfar leis na coinníollacha seo ar deireadh thiar trí mheascán de theiripe gascheall chun réimsí gortaithe den inchinn a athfhás (a gcuirtear síos orthu sa chaibidil dheireanach), chomh maith le ionchlannáin inchinn speisialaithe (neuroprosthetics).

Tá an dara ceann, go háirithe, á thástáil go gníomhach cheana féin le haghaidh úsáid ollmhargaidh faoi 2020. Ag baint úsáide as teicníc ar a dtugtar spreagadh domhain inchinn (DBS), ionchlannfaidh máinlianna leictreoid tanaí 1-milliméadar i limistéar sonrach den inchinn. Cosúil le pacemaker, spreagann na hionchlannáin seo an inchinn le sreabhadh éadrom seasta leictreachais chun cur isteach ar lúba aiseolais diúltacha a chuireann neamhoird mheabhrach suaiteacha orthu. Tá siad cheana féin fuarthas rathúil i gcóireáil othair a bhfuil OCD tromchúiseach, insomnia, agus dúlagar orthu.

Ach nuair a bhaineann sé leis na neamhoird mheabhrach pairilis sin de bharr tráma mhothúchánach - lena n-áirítear neamhord struis iar-thrámach (PTSD), tréimhsí foircneacha de bhrón nó chiontacht, nochtadh fada do strus agus mí-úsáid mheabhrach ó do thimpeallacht, srl - is puzzles níos deacra iad na coinníollacha seo. a leigheas.

Na cuimhní cinn trioblóideacha

Díreach mar nach bhfuil teoiric mhór na hinchinne ann, níl tuiscint iomlán ag an eolaíocht freisin ar an gcaoi a ndéanaimid cuimhní cinn. Is é an rud atá ar eolas againn ná go ndéantar cuimhní cinn a rangú i dtrí chineál ginearálta:

Cuimhne céadfach: “Is cuimhin liom an carr sin a fheiceáil ag dul thart ceithre soicind ó shin; boladh an madra te sin trí soicind ó shin; ag éisteacht le rac-amhrán clasaiceach agus tú ag dul thar an stór taifead.”

Cuimhne gearrthéarmach: “Timpeall deich nóiméad ó shin, bhuail tacadóir feachtais ar mo dhoras agus labhair liom faoi cén fáth ar cheart dom vótáil mar Uachtarán do Trump.”

Cuimhne fadtéarmach: “Seacht mbliana ó shin, chuaigh mé ar thuras Euro le beirt chara. Uair amháin, is cuimhin liom éirí go hard ar shrooms in Amstardam agus ansin ar bhealach éigin ag críochnú i bPáras an lá dár gcionn. An t-am is fearr riamh.”

As na trí chineál cuimhne seo, is iad cuimhní cinn fadtéarmacha na cinn is casta; go bhfuil fo-aicmí iontu mar cuimhne intuigthe agus cuimhne follasach, agus is féidir an dara ceann díobh a mhiondealú tuilleadh le cuimhne shéimeantach, cuimhne eipeasóideach, agus is tábhachtaí, cuimhní mothúcháin. Is é an chastacht seo an fáth gur féidir leo an oiread sin damáiste a dhéanamh.

Is é an neamhábaltacht cuimhní fadtéarmacha a thaifeadadh agus a phróiseáil i gceart an phríomhchúis atá taobh thiar de go leor neamhoird síceolaíochta. Is é an fáth freisin a bheidh i gceist le leigheas neamhoird shíceolaíocha ná cuimhní fadtéarmacha a athbhunú nó cabhrú le hothair cuimhní cinn trioblóideacha fadtéarmacha a bhainistiú nó a scriosadh go hiomlán.

Cuimhní cinn a athbhunú chun an intinn a leigheas

Go dtí seo, is beag cóireálacha éifeachtacha a bhí ann do dhaoine atá ag fulaingt ó TBI nó neamhoird ghéiniteacha cosúil le galar Parkinson, nuair a bhaineann sé le cuimhní fadtéarmacha caillte (nó stop a chur le caillteanas leanúnach) a thabhairt ar ais. Sna Stáit Aontaithe amháin, tá 1.7 milliún ag fulaingt ó TBI gach bliain, agus tá 270,000 acu ina veterans míleata.

Tá gaschealla agus géinteiripe fós deich mbliana ar a laghad (~2025) ó ghortuithe TBI a d’fhéadfadh a bheith leighis agus galar Parkinson a leigheas. Go dtí sin, is cosúil go dtugann ionchlannáin inchinn cosúil leis na cinn a thuairiscítear níos luaithe aghaidh ar na coinníollacha seo inniu. Úsáidtear iad cheana féin chun titimeas a chóireáil, galar Parkinson, agus Alzheimer othair, agus forbairtí breise ar an teicneolaíocht seo (go háirithe iad siúd maoinithe ag DARPA) a d’fhéadfadh cumas na ndaoine atá ag fulaingt ó TBI cuimhní cinn fadtéarmacha nua a chruthú agus a athchóiriú faoi 2020.

Cuimhní a scriosadh chun an intinn a leigheas

B'fhéidir go ndearna duine a raibh grá agat dó a bheith meallta ort, nó b'fhéidir go ndearna tú dearmad ar do línte ag mórimeacht cainte poiblí; tá droch-nós ag cuimhní diúltacha fanacht i d'intinn. Is féidir le cuimhní cinn den sórt sin tú a mhúineadh chun cinntí níos fearr a dhéanamh, nó féadfaidh siad tú a dhéanamh níos airdeallaí maidir le gníomhartha áirithe a dhéanamh.

Ach nuair a bhíonn cuimhní níos trámacha ag daoine, mar shampla corp duine a dúnmharaíodh a aimsiú nó a mhaireann i gcrios cogaidh, féadann na cuimhní cinn seo iompú tocsaineach - d'fhéadfadh go n-eascróidh fóibe buan, mí-úsáid substaintí, agus athruithe diúltacha i bpearsantacht, mar ionsaí méadaithe, dúlagar. , etc PTSD, mar shampla, dá minic mar an galar cuimhne; fanann teagmhais thrámacha agus na mothúcháin dhiúltacha a bhraithtear i rith an ama i bhfostú san am i láthair mar ní féidir le daoine atá ag fulaingt dearmad a dhéanamh ar a ndéine agus a laghdú le himeacht ama.

Sin an fáth nuair a traidisiúnta comhrá-bhunaithe teiripí, drugaí, agus fiú le déanaí teiripí bunaithe ar réaltacht fhíorúil, go dteipeann orthu cuidiú leis an othar a neamhord cuimhne-bhunaithe a shárú, féadfaidh teiripeoirí agus dochtúirí sa todhchaí deireadh a chur leis an gcuimhne traumatach a fhorordú ar fad.

Sea, tá a fhios agam, is cosúil le gléas plota Sci-Fi ón scannán é seo, Sunshine Shíoraí an Mind spotless, ach tá taighde ar scriosadh cuimhne ag bogadh níos tapúla ná mar a cheapann tú.

Feidhmíonn an teicníocht tosaigh as tuiscint nua ar an gcaoi a ndéantar cuimhní cinn iad féin a mheabhrú. Feiceann tú, murab ionann agus an t-eagna coitianta a d'inis duit, ní chuirtear cuimhne i gcloch ar bith. Ina áit sin, athraíonn an gníomh a bhaineann le cuimhne cuimhne an chuimhne féin. Mar shampla, d’fhéadfadh cuimhne shásta ar dhuine grá a iompú go buan ina chuimhne searbh-mhilis, fiú pianmhar, má chuimhnítear air le linn a shochraide.

Ar leibhéal eolaíoch, taifeadann d'inchinn cuimhní fadtéarmacha mar bhailiúchán néaróin, synapses agus ceimiceán. Nuair a spreagann tú d’inchinn chun cuimhne a mheabhrú, ní mór di an cnuasach seo a athchóiriú ar bhealach sonrach chun go gcuimhneoidh tú an chuimhne sin. Ach tá sé le linn sin ath-chomhdhlúthú an chéim nuair is leochailí do chuimhne a bheith athraithe nó scriosta. Agus sin go díreach cad a fuair eolaithe amach conas a dhéanamh.

Go hachomair, téann trialacha tosaigh an phróisis seo rud beag mar seo:

Tugann tú cuairt ar chlinic leighis le haghaidh coinne le teiripeoir speisialaithe agus teicneoir saotharlainne;
Chuirfeadh an teiripeoir sraith ceisteanna ort ansin chun bunchúis (cuimhne) do phobia nó PTSD a aonrú;
Nuair a bheidh sé scoite amach, choinneodh an teiripeoir tú ag smaoineamh agus ag caint faoin gcuimhne sin chun d'intinn a choinneáil dírithe go gníomhach ar an gcuimhne agus ar na mothúcháin a bhaineann léi;
Le linn an chuimhne fhada seo, bheadh ar an teicneoir saotharlainne piolla a shlogadh nó a instealladh leis an druga coiscthe cuimhne;
De réir mar a leanann an chuimhne ar aghaidh agus an druga ag tosú, tosaíonn na mothúcháin a bhaineann leis an gcuimhne ag laghdú agus ag maolú, in éineacht le sonraí roghnaithe na cuimhne (ag brath ar an druga a úsáidtear, ní fhéadfaidh an chuimhne imithe go hiomlán);
Fanann tú taobh istigh den seomra go dtí go gcaitheann an druga as go hiomlán, ie nuair a chobhsaíonn do chumas nádúrtha gnáthchuimhní gearrthéarmacha agus fadtéarmacha a fhoirmiú.

Is bailiúchán cuimhní cinn muid

Cé gur féidir gur cnuasach ollmhór ceall é ár gcorp, is bailiúchán ollmhór cuimhní cinn é ár n-intinn. Is iad na cuimhní cinn atá againn ná laitíse bhunúsach ár bpearsantacht agus ár dtuairimí domhanda. Dá mbainfí cuimhne aonair - go cuspóireach nó, níos measa ná sin, de thaisme - bheadh tionchar do-thuartha ar ár psyche agus ar an gcaoi a bhfeidhmímid inár saol laethúil.

(Anois agus mé ag smaoineamh air, fuaimeanna an rabhadh seo an-chosúil leis an éifeacht féileacán a luaitear i mbeagnach gach scannán taistil ama le tríocha bliain anuas. Suimiúil.)

Ar an ábhar sin, cé gur cosúil le híoslaghdú agus baint cuimhne cur chuige spreagúil teiripe chun cabhrú le daoine atá ag fulaingt PTSD nó le híospartaigh éignithe tráma mhothúchánach a n-am atá thart a shárú, tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara nach dtairgfear cóireálacha den sórt sin go héadrom choíche.

Tá sé agat, leis na treochtaí agus na huirlisí atá leagtha amach thuas, beidh deireadh le meabhairghalar buan agus uafásach le linn ár saoil. Idir seo agus na mórdhrugaí nua, leigheas beachtas, agus deireadh le gortuithe fisiceacha buana a bhfuil cur síos orthu i gcaibidlí níos luaithe, shílfeá gur chlúdaigh ár sraith Future of Health é… bhuel, ní hea. Ar aghaidh linn, pléifimid cad a bheidh ar ospidéil an lae amárach, chomh maith le staid an chórais cúram sláinte amach anseo.