lari kuantum

KREDIT GAMBAR: lari kuantum

Memahami otak untuk menghapus penyakit mental: Masa Depan Kesehatan P5

David Tal, Penerbit, Futuris
@DavidTalWrites
LinkedIn

Sel, 09 / 15 / 2020 - 05: 34

100 miliar neuron. 100 triliun sinapsis. 400 mil pembuluh darah. Otak kita menggagalkan sains dengan kompleksitasnya. Faktanya, mereka tetap 30 kali lebih kuat dari yang tercepat superkomputer.

Tetapi dalam membuka misteri mereka, kami membuka dunia yang bebas dari cedera otak permanen dan gangguan mental. Lebih dari itu, kita akan dapat meningkatkan kecerdasan kita, menghapus kenangan menyakitkan, menghubungkan pikiran kita dengan komputer, dan bahkan menghubungkan pikiran kita dengan pikiran orang lain.

Saya tahu, itu semua terdengar gila, tetapi saat Anda membaca terus, Anda akan mulai memahami seberapa dekat kita dengan terobosan yang akan dengan mudah mengubah apa artinya menjadi manusia.

Akhirnya memahami otak

Otak rata-rata adalah kumpulan padat neuron (sel yang berisi data) dan sinapsis (jalur yang memungkinkan neuron untuk berkomunikasi). Tetapi bagaimana tepatnya neuron dan sinapsis itu berkomunikasi dan bagaimana bagian otak yang berbeda mempengaruhi bagian tubuh yang berbeda, masih menjadi misteri. Kami bahkan belum memiliki alat yang cukup kuat untuk sepenuhnya memahami organ ini. Lebih buruk lagi, ahli saraf dunia bahkan tidak memiliki teori terpadu yang disepakati tentang cara kerja otak.

Keadaan ini sebagian besar disebabkan oleh sifat desentralisasi ilmu saraf, karena sebagian besar penelitian otak dilakukan di universitas dan lembaga ilmiah di seluruh dunia. Namun, inisiatif baru yang menjanjikan—seperti AS inisiatif OTAK dan UE Human Brain Project—sekarang sedang dilakukan untuk memusatkan penelitian otak, bersama dengan anggaran penelitian yang lebih besar dan arahan penelitian yang lebih terfokus.

Bersama-sama, inisiatif ini berharap dapat membuat terobosan besar di bidang ilmu saraf Connectomics—studi tentang penghubung: peta komprehensif koneksi dalam sistem saraf organisme. (Pada dasarnya, para ilmuwan ingin memahami apa yang sebenarnya dilakukan oleh setiap neuron dan sinapsis di dalam otak Anda.) Untuk tujuan ini, proyek-proyek yang mendapatkan perhatian paling besar meliputi:

Optogenetics. Ini mengacu pada teknik ilmu saraf (terkait dengan connectomics) yang menggunakan cahaya untuk mengontrol neuron. Dalam bahasa Inggris, ini berarti menggunakan alat pengeditan genetik terbaru yang dijelaskan dalam bab-bab sebelumnya dari seri ini untuk merekayasa secara genetik neuron di dalam otak hewan laboratorium, sehingga mereka menjadi peka terhadap cahaya. Ini membuatnya lebih mudah untuk memantau neuron mana yang menyala di dalam otak setiap kali hewan-hewan ini bergerak atau berpikir. Ketika diterapkan pada manusia, teknologi ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk lebih memahami dengan tepat bagian otak mana yang mengendalikan pikiran, emosi, dan tubuh Anda.

Barcode otak. Teknik lain, Kode batang FISSEQ, menyuntikkan otak dengan virus yang dirancang khusus untuk mencetak kode batang unik tanpa membahayakan ke dalam neuron yang terinfeksi. Ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengidentifikasi koneksi dan aktivitas hingga ke sinaps individu, yang berpotensi mengungguli optogenetika.

Pencitraan seluruh otak. Alih-alih mengidentifikasi fungsi neuron dan sinapsis secara individual, pendekatan alternatif adalah merekam semuanya secara bersamaan. Dan yang luar biasa, kami sudah memiliki alat pencitraan (versi awal) untuk melakukan itu. Kelemahannya adalah bahwa pencitraan otak individu menghasilkan hingga 200 terabyte data (kira-kira apa yang dihasilkan Facebook dalam sehari). Dan itu hanya akan sampai komputer kuantum memasuki pasar, sekitar pertengahan 2020-an, bahwa kami akan dapat sepenuhnya memproses data besar sebanyak itu dengan mudah.

Pengurutan dan pengeditan gen. Dijelaskan dalam bab tiga, dan dalam konteks ini, diterapkan pada otak.

Secara keseluruhan, tantangan memetakan konektom dibandingkan dengan pemetaan genom manusia, yang dicapai pada tahun 2001. Meskipun jauh lebih menantang, hasil akhir konektom (pada awal 2030-an) akan membuka jalan menuju teori besar otak yang akan menyatukan bidang ilmu saraf.

Tingkat pemahaman masa depan ini dapat mengarah pada berbagai aplikasi, seperti kaki palsu yang dikendalikan pikiran dengan sempurna, kemajuan dalam Brain-Computer Interface (BCI), komunikasi otak-ke-otak (halo, telepati elektronik), pengetahuan dan keterampilan mengunggah ke otak, Mengunggah pikiran Anda seperti matriks ke web—berhasil! Tetapi untuk bab ini, mari kita fokus pada bagaimana teori besar ini akan diterapkan pada penyembuhan otak dan pikiran.

Perawatan yang menentukan untuk penyakit mental

Secara umum, semua gangguan mental berasal dari satu atau kombinasi cacat gen, cedera fisik, dan trauma emosional. Di masa mendatang, Anda akan menerima perawatan khusus untuk kondisi otak ini berdasarkan kombinasi teknologi dan teknik terapi yang akan mendiagnosis Anda dengan sempurna.

Untuk gangguan mental yang sebagian besar disebabkan oleh cacat genetik—termasuk penyakit seperti penyakit Parkinson, ADHD, gangguan bipolar, dan skizofrenia—ini tidak hanya akan didiagnosis lebih awal dalam kehidupan hingga masa depan, pengujian/pengurutan genetik pasar massal, tetapi kami kemudian akan mampu mengedit gen-gen bermasalah ini (dan kelainan-kelainannya yang terkait) menggunakan prosedur terapi gen yang disesuaikan.

Untuk gangguan mental yang disebabkan oleh cedera fisik—termasuk gegar otak dan cedera otak traumatis (TBI) akibat kecelakaan kerja atau pertempuran di zona perang—kondisi ini pada akhirnya akan diobati melalui kombinasi terapi sel induk untuk menumbuhkan kembali area otak yang cedera (dijelaskan dalam bab bab terakhir), serta implan otak khusus (neuroprostetik).

Yang terakhir, khususnya, sudah diuji secara aktif untuk penggunaan pasar massal pada tahun 2020. Menggunakan teknik yang disebut stimulasi otak dalam (DBS), ahli bedah menanamkan elektroda tipis 1 milimeter ke area tertentu di otak. Mirip dengan alat pacu jantung, implan ini merangsang otak dengan aliran listrik yang ringan dan stabil untuk mengganggu putaran umpan balik negatif yang menyebabkan gangguan mental yang mengganggu. Mereka sudah ditemukan berhasil dalam merawat pasien dengan OCD berat, insomnia, dan depresi.

Tetapi ketika menyangkut gangguan mental yang melumpuhkan yang disebabkan oleh trauma emosional—termasuk gangguan stres pasca-trauma (PTSD), periode kesedihan atau rasa bersalah yang ekstrem, paparan stres yang berkepanjangan dan pelecehan mental dari lingkungan Anda, dll—kondisi ini merupakan teka-teki yang lebih rumit. menyembuhkan.

Wabah kenangan yang merepotkan

Sama seperti tidak ada teori besar tentang otak, sains juga tidak memiliki pemahaman yang lengkap tentang bagaimana kita membentuk ingatan. Apa yang kita ketahui adalah bahwa ingatan diklasifikasikan menjadi tiga jenis umum:

Memori sensorik: “Saya ingat melihat mobil itu lewat empat detik yang lalu; mencium hot dog berdiri tiga detik yang lalu; mendengarkan lagu rock klasik saat melewati toko kaset.”

Ingatan jangka pendek: “Sekitar sepuluh menit yang lalu, seorang pendukung kampanye mengetuk pintu saya dan berbicara dengan saya tentang mengapa saya harus memilih Trump sebagai presiden.”

Ingatan jangka panjang: “Tujuh tahun yang lalu, saya melakukan perjalanan Euro dengan dua teman. Suatu kali, saya ingat menjadi mabuk jamur di Amsterdam dan entah bagaimana berakhir di Paris pada hari berikutnya. Waktu terbaik yang pernah ada.”

Dari ketiga jenis memori ini, memori jangka panjang adalah yang paling kompleks; mereka mengandung subclass seperti memori implisit dan memori eksplisit, yang terakhir dapat dipecah lebih lanjut oleh memori semantik, memori episodik, dan yang terpenting, kenangan emosional. Kompleksitas ini adalah mengapa mereka dapat menyebabkan begitu banyak kerusakan.

Ketidakmampuan untuk merekam dan memproses ingatan jangka panjang dengan benar adalah alasan utama di balik banyak gangguan psikologis. Itu juga mengapa masa depan penyembuhan gangguan psikologis akan melibatkan pemulihan ingatan jangka panjang atau membantu pasien untuk mengelola atau menghapus sepenuhnya ingatan jangka panjang yang merepotkan.

Memulihkan kenangan untuk menyembuhkan pikiran

Sampai saat ini, ada beberapa pengobatan yang efektif untuk penderita TBI atau kelainan genetik seperti penyakit Parkinson, di mana ia datang untuk memulihkan hilang (atau menghentikan hilangnya terus-menerus) ingatan jangka panjang. Di AS saja, 1.7 juta menderita TBI setiap tahun, 270,000 di antaranya adalah veteran militer.

Terapi sel induk dan gen masih setidaknya satu dekade lagi (~ 2025) dari potensi penyembuhan cedera TBI dan penyembuhan Parkinson. Sampai saat itu, implan otak serupa dengan yang dijelaskan sebelumnya muncul untuk mengatasi kondisi ini hari ini. Mereka sudah digunakan untuk mengobati epilepsi, Parkinson, dan Alzheimer pasien, dan perkembangan lebih lanjut dari teknologi ini (terutama yang didanai oleh DARPA) dapat mengembalikan kemampuan penderita TBI untuk membuat baru dan mengembalikan ingatan jangka panjang yang lama pada tahun 2020.

Menghapus kenangan untuk menyembuhkan pikiran

Mungkin Anda ditipu oleh seseorang yang Anda cintai, atau mungkin Anda lupa dialog Anda di acara public speaking yang besar; kenangan negatif memiliki kebiasaan buruk yang melekat dalam pikiran Anda. Ingatan semacam itu dapat mengajari Anda untuk membuat keputusan yang lebih baik, atau membuat Anda lebih berhati-hati dalam mengambil tindakan tertentu.

Tetapi ketika orang mengalami ingatan yang lebih traumatis, seperti menemukan mayat orang yang dicintai yang terbunuh atau selamat dari zona perang, ingatan ini dapat berubah menjadi racun — berpotensi menyebabkan fobia permanen, penyalahgunaan zat, dan perubahan kepribadian yang negatif, seperti peningkatan agresi, depresi. , dll. PTSD, misalnya, sering disebut sebagai penyakit ingatan; insiden traumatis dan emosi negatif yang dirasakan sepanjang, tetap terjebak di masa sekarang karena penderita tidak dapat melupakan dan mengurangi intensitasnya seiring waktu.

Itu sebabnya ketika terapi berbasis percakapan tradisional, obat-obatan, dan bahkan baru-baru ini terapi berbasis realitas virtual, gagal untuk membantu pasien mengatasi gangguan berbasis memori mereka, terapis masa depan dan dokter mungkin meresepkan penghapusan memori traumatis sama sekali.

Ya, saya tahu, ini terdengar seperti perangkat plot Sci-Fi dari film, Eternal Sunshine dari Pikiran Spotless, tetapi penelitian tentang penghapusan memori bergerak lebih cepat dari yang Anda kira.

Teknik terkemuka menghasilkan pemahaman baru tentang bagaimana ingatan itu sendiri diingat. Anda tahu, tidak seperti apa yang mungkin dikatakan oleh kebijaksanaan umum kepada Anda, sebuah kenangan tidak pernah diatur dalam batu. Sebaliknya, tindakan mengingat memori mengubah memori itu sendiri. Misalnya, kenangan bahagia dari orang yang dicintai bisa berubah menjadi kenangan pahit, bahkan menyakitkan, jika diingat selama pemakaman mereka.

Pada tingkat ilmiah, otak Anda merekam ingatan jangka panjang sebagai kumpulan neuron, sinapsis, dan bahan kimia. Saat Anda meminta otak Anda untuk mengingat suatu memori, otak perlu mereformasi kumpulan ini dengan cara tertentu agar Anda dapat mengingat memori tersebut. Tapi selama itu rekonsolidasi fase ketika memori Anda paling rentan untuk diubah atau dihapus. Dan itulah yang para ilmuwan telah temukan bagaimana melakukannya.

Singkatnya, uji coba awal dari proses ini kurang lebih seperti ini:

Anda mengunjungi klinik medis untuk membuat janji dengan terapis khusus dan teknisi laboratorium;
Terapis kemudian akan menanyakan serangkaian pertanyaan untuk mengisolasi akar penyebab (memori) fobia atau PTSD Anda;
Setelah diisolasi, terapis akan membuat Anda terus berpikir dan berbicara tentang memori itu agar pikiran Anda tetap fokus secara aktif pada memori dan emosi yang terkait;
Selama ingatan yang berkepanjangan ini, teknisi lab akan meminta Anda menelan pil atau menyuntik Anda dengan obat penghambat memori;
Saat ingatan berlanjut dan obat masuk, emosi yang terkait dengan memori mulai berkurang dan memudar, di samping detail memori tertentu (tergantung pada obat yang digunakan, memori mungkin tidak sepenuhnya hilang);
Anda tinggal di dalam ruangan sampai obat benar-benar habis, yaitu ketika kemampuan alami Anda untuk membentuk ingatan jangka pendek dan jangka panjang yang normal menjadi stabil.

Kami adalah kumpulan kenangan

Sementara tubuh kita mungkin merupakan kumpulan sel yang sangat besar, pikiran kita adalah kumpulan ingatan yang sangat besar. Ingatan kita membentuk kisi yang mendasari kepribadian dan pandangan dunia kita. Penghapusan satu ingatan—dengan sengaja atau, lebih buruk lagi, secara tidak sengaja—akan memiliki efek yang tidak terduga pada jiwa kita dan bagaimana kita berfungsi dalam kehidupan kita sehari-hari.

(Sekarang saya memikirkannya, peringatan ini terdengar sangat mirip dengan efek kupu-kupu yang disebutkan di hampir setiap film perjalanan waktu selama tiga dekade terakhir. Menarik.)

Untuk alasan ini, walaupun pengurangan dan penghapusan memori terdengar seperti pendekatan terapi yang menarik untuk membantu penderita PTSD atau korban pemerkosaan mengatasi trauma emosional masa lalu mereka, penting untuk dicatat bahwa perawatan semacam itu tidak akan pernah ditawarkan dengan mudah.

Itu dia, dengan tren dan alat yang diuraikan di atas, akhir dari penyakit mental permanen dan melumpuhkan akan terlihat dalam hidup kita. Antara ini dan obat-obatan baru blockbuster, pengobatan presisi, dan akhir dari cedera fisik permanen yang dijelaskan dalam bab-bab sebelumnya, Anda akan berpikir bahwa seri Future of Health kami telah membahas semuanya ... yah, tidak cukup. Selanjutnya, kita akan membahas seperti apa rumah sakit masa depan, serta keadaan sistem perawatan kesehatan di masa depan.