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Capire il cervello per cancellare la malattia mentale: Future of Health P5

David Tal, editore, futurista
@DavidTalWrites
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Mar, 09 / 15 / 2020 - 05: 34

100 miliardi di neuroni. 100 trilioni di sinapsi. 400 miglia di vasi sanguigni. I nostri cervelli frustrano la scienza con la loro complessità. Infatti restano volte 30 più potente del nostro più veloce supercomputer.

Ma svelando il loro mistero, apriamo un mondo libero da lesioni cerebrali permanenti e disturbi mentali. Inoltre, saremo in grado di aumentare la nostra intelligenza, cancellare ricordi dolorosi, collegare le nostre menti ai computer e persino connettere le nostre menti con le menti degli altri.

Lo so, sembra tutto pazzesco, ma mentre continui a leggere, inizierai a capire quanto siamo vicini a scoperte che cambieranno facilmente cosa significa essere umani.

Finalmente capire il cervello

Il cervello medio è una densa raccolta di neuroni (cellule che contengono dati) e sinapsi (percorsi che consentono ai neuroni di comunicare). Ma esattamente come comunicano quei neuroni e sinapsi e come diverse parti del cervello influenzano le diverse parti del tuo corpo, questo rimane un mistero. Non abbiamo ancora strumenti abbastanza potenti per comprendere appieno questo organo. Peggio ancora, i neuroscienziati del mondo non hanno nemmeno una teoria unificata concordata su come funziona il cervello.

Questo stato di cose è in gran parte dovuto alla natura decentralizzata delle neuroscienze, poiché la maggior parte della ricerca sul cervello si svolge nelle università e negli istituti scientifici di tutto il mondo. Tuttavia, nuove iniziative promettenti, come gli Stati Uniti Iniziativa CERVELLO e UE Human Brain Project—sono ora in corso la centralizzazione della ricerca sul cervello, insieme a maggiori budget per la ricerca e direttive di ricerca più mirate.

Insieme, queste iniziative sperano di fare enormi progressi nel campo delle neuroscienze della Connectomics, lo studio di connettomi: mappe complete delle connessioni all'interno del sistema nervoso di un organismo. (Fondamentalmente, gli scienziati vogliono capire cosa fanno realmente ogni neurone e sinapsi all'interno del tuo cervello.) A tal fine, i progetti che ottengono maggiore attenzione includono:

optogenetics. Questo si riferisce a una tecnica di neuroscienza (relativa alla connettomica) che utilizza la luce per controllare i neuroni. In inglese, questo significa utilizzare gli ultimi strumenti di editing genetico descritti nei capitoli precedenti di questa serie per ingegnerizzare geneticamente i neuroni all'interno del cervello degli animali da laboratorio, in modo che diventino sensibili alla luce. Ciò rende più facile monitorare quali neuroni si attivano all'interno del cervello ogni volta che questi animali si muovono o pensano. Se applicata agli esseri umani, questa tecnologia consentirà agli scienziati di comprendere con maggiore precisione quali parti del cervello controllano i tuoi pensieri, le tue emozioni e il tuo corpo.

Codificare a barre il cervello. Un'altra tecnica, Codice a barre FISSEQ, inietta nel cervello un virus appositamente progettato per imprimere in modo innocuo codici a barre univoci nei neuroni infetti. Ciò consentirà agli scienziati di identificare connessioni e attività fino alla singola sinapsi, superando potenzialmente l'optogenetica.

Imaging del cervello intero. Invece di identificare la funzione dei neuroni e delle sinapsi individualmente, un approccio alternativo consiste nel registrarli tutti contemporaneamente. E abbastanza sorprendentemente, abbiamo già gli strumenti di imaging (comunque le prime versioni) per farlo. Lo svantaggio è che l'imaging di un cervello individuale genera fino a 200 terabyte di dati (più o meno ciò che Facebook genera in un giorno). E sarà solo fino a quando computer quantistici entrare nel mercato, intorno alla metà degli anni 2020, che saremo in grado di elaborare completamente quella quantità di big data facilmente.

Sequenziamento ed editing genico. Descritto in capitolo tre, e in questo contesto, applicato al cervello.

Nel complesso, la sfida di mappare il connettoma viene confrontata con quella di mappare il genoma umano, raggiunta nel 2001. Sebbene molto più impegnativa, l'eventuale profitto del connettoma (entro l'inizio degli anni '2030) aprirà la strada a una grande teoria del cervello che unirà il campo delle neuroscienze.

Questo livello futuro di comprensione può portare a una varietà di applicazioni, come arti protesici perfettamente controllati dalla mente, progressi nell'interfaccia cervello-computer (BCI), comunicazione cervello-cervello (ciao, telepatia elettronica), conoscenza e abilità che caricano nel cervello, Caricamento simile a una matrice della tua mente nel web: le opere! Ma per questo capitolo, concentriamoci su come questa grande teoria si applicherà alla guarigione del cervello e della mente.

Trattamento decisivo per la malattia mentale

In generale, tutti i disturbi mentali derivano da uno o da una combinazione di difetti genetici, lesioni fisiche e traumi emotivi. In futuro, riceverai un trattamento personalizzato per queste condizioni cerebrali basato su una combinazione di tecnologia e tecniche terapeutiche che ti diagnosticheranno perfettamente.

Per i disturbi mentali causati principalmente da difetti genetici, comprese malattie come il morbo di Parkinson, l'ADHD, il disturbo bipolare e la schizofrenia, questi non solo verranno diagnosticati molto prima nella vita attraverso futuri test/sequenziamenti genetici del mercato di massa, ma saremo in grado di modificare questi geni fastidiosi (e i loro disturbi corrispondenti) utilizzando procedure di terapia genica personalizzate.

Per i disturbi mentali causati da lesioni fisiche, tra cui commozioni cerebrali e lesioni cerebrali traumatiche (TBI) da incidenti sul lavoro o combattimenti in zone di guerra, queste condizioni saranno infine trattate attraverso una combinazione di terapia con cellule staminali per far ricrescere le aree danneggiate del cervello (descritto nel ultimo capitolo), nonché impianti cerebrali specializzati (neuroprotesi).

Quest'ultimo, in particolare, è già attivamente testato per l'uso nel mercato di massa entro il 2020. Utilizzando una tecnica chiamata stimolazione cerebrale profonda (DBS), i chirurghi impiantano un elettrodo sottile di 1 millimetro in un'area specifica del cervello. Simili a un pacemaker, questi impianti stimolano il cervello con un flusso di elettricità lieve e costante per interrompere i circuiti di feedback negativo che causano disturbi mentali dirompenti. L'hanno già fatto stato trovato con successo nel trattamento di pazienti con disturbo ossessivo compulsivo grave, insonnia e depressione.

Ma quando si tratta di quei disturbi mentali paralizzanti causati da traumi emotivi, inclusi il disturbo da stress post-traumatico (PTSD), periodi estremi di dolore o senso di colpa, esposizione prolungata allo stress e abusi mentali dal tuo ambiente, ecc., queste condizioni sono un enigma più complicato curare.

La piaga dei ricordi inquietanti

Proprio come non esiste una grande teoria del cervello, anche la scienza non ha una comprensione completa di come formiamo i ricordi. Quello che sappiamo è che i ricordi sono classificati in tre tipi generali:

Memoria sensoriale: “Ricordo di aver visto quella macchina passare quattro secondi fa; annusare quella bancarella di hot dog tre secondi fa; ascoltando una classica canzone rock passando davanti al negozio di dischi.

Memoria a breve termine: "Circa dieci minuti fa, un sostenitore della campagna ha bussato alla mia porta e ha parlato con me del motivo per cui dovrei votare Trump alla presidenza".

Memoria a lungo termine: “Sette anni fa, ho fatto un viaggio in Euro con due amici. Una volta, ricordo di essermi sballato con i funghi ad Amsterdam e poi di essere finito in qualche modo a Parigi il giorno successivo. Il miglior tempo di sempre.”

Di questi tre tipi di memoria, i ricordi a lungo termine sono i più complessi; contengono sottoclassi come memoria implicita ed memoria esplicita, quest'ultimo ulteriormente scomponibile per memoria semantica, memoria episodicae, cosa più importante, ricordi emotivi. Questa complessità è il motivo per cui possono causare così tanti danni.

L'incapacità di registrare ed elaborare correttamente i ricordi a lungo termine è la ragione principale alla base di molti disturbi psicologici. È anche il motivo per cui il futuro della cura dei disturbi psicologici riguarderà il ripristino dei ricordi a lungo termine o l'aiuto ai pazienti a gestire o cancellare completamente i fastidiosi ricordi a lungo termine.

Recuperare i ricordi per guarire la mente

Finora, ci sono stati pochi trattamenti efficaci per chi soffre di trauma cranico o malattie genetiche come il morbo di Parkinson, dove si tratta di ripristinare (o fermare la perdita in corso di) ricordi a lungo termine. Solo negli Stati Uniti, 1.7 milioni soffrono di trauma cranico ogni anno, 270,000 dei quali sono veterani militari.

Le cellule staminali e la terapia genica sono ancora ad almeno un decennio di distanza (~ 2025) dalla potenziale guarigione delle lesioni da trauma cranico e dalla cura del Parkinson. Fino ad allora, gli impianti cerebrali simili a quelli descritti in precedenza sembrano affrontare queste condizioni oggi. Sono già usati per trattare l'epilessia, il Parkinson e Alzheimer pazienti e ulteriori sviluppi di questa tecnologia (soprattutto quelli finanziato dalla DARPA) potrebbe ripristinare la capacità dei malati di trauma cranico di creare nuovi e ripristinare vecchi ricordi a lungo termine entro il 2020.

Cancellare i ricordi per guarire la mente

Forse sei stato tradito da qualcuno che amavi, o forse hai dimenticato le battute a un importante evento di parlare in pubblico; i ricordi negativi hanno la brutta abitudine di indugiare nella tua mente. Tali ricordi possono insegnarti a prendere decisioni migliori o renderti più cauto nell'intraprendere determinate azioni.

Ma quando le persone sperimentano ricordi più traumatici, come trovare il corpo assassinato di una persona cara o sopravvivere in una zona di guerra, questi ricordi possono diventare tossici, portando potenzialmente a fobie permanenti, abuso di sostanze e cambiamenti negativi nella personalità, come aumento dell'aggressività, depressione , ecc. Il disturbo da stress post-traumatico, ad esempio, viene spesso definito la malattia della memoria; gli incidenti traumatici e le emozioni negative provate per tutto il tempo, rimangono bloccati nel presente poiché i malati non possono dimenticare e diminuire la loro intensità nel tempo.

Ecco perché quando tradizionali terapie basate sulla conversazione, farmaci e anche recenti terapie basate sulla realtà virtuale, non riescono ad aiutare il paziente a superare il loro disturbo basato sulla memoria, futuri terapeuti e medici potrebbero prescrivere la rimozione del tutto della memoria traumatica.

Sì, lo so, suona come un dispositivo per la trama di fantascienza del film, Eternal Sunshine of Spotless Mind, ma la ricerca sulla cancellazione della memoria si sta muovendo più velocemente di quanto pensi.

La tecnica principale elabora una nuova comprensione di come i ricordi vengono ricordati. Vedi, a differenza di quanto potrebbe dirti la saggezza comune, un ricordo non è mai scolpito nella pietra. Invece, l'atto di ricordare un ricordo cambia il ricordo stesso. Ad esempio, un ricordo felice di una persona cara potrebbe trasformarsi permanentemente in un ricordo agrodolce, persino doloroso, se ricordato durante il suo funerale.

A livello scientifico, il tuo cervello registra i ricordi a lungo termine come un insieme di neuroni, sinapsi e sostanze chimiche. Quando chiedi al tuo cervello di ricordare un ricordo, deve riformare questa raccolta in un modo specifico affinché tu possa ricordare detto ricordo. Ma è durante quello riconsolidamento fase in cui la tua memoria è più vulnerabile ad essere alterata o cancellata. Ed è esattamente ciò che gli scienziati hanno scoperto come fare.

In poche parole, le prove iniziali di questo processo sono più o meno così:

Visiti una clinica medica per un appuntamento con un terapista specializzato e un tecnico di laboratorio;
Il terapeuta ti farà quindi una serie di domande per isolare la causa principale (memoria) della tua fobia o PTSD;
Una volta isolato, il terapeuta ti farebbe continuare a pensare e parlare di quel ricordo per mantenere la tua mente attivamente concentrata sul ricordo e sulle emozioni associate;
Durante questo ricordo prolungato, il tecnico di laboratorio ti avrebbe ingoiato una pillola o ti avrebbe iniettato il farmaco che inibisce la memoria;
Mentre il ricordo continua e la droga entra in gioco, le emozioni associate alla memoria iniziano a diminuire e svanire, insieme ai dettagli selezionati della memoria (a seconda della droga utilizzata, la memoria potrebbe non scomparire del tutto);
Rimani nella stanza fino a quando la droga non svanisce completamente, cioè quando la tua capacità naturale di formare normali ricordi a breve e lungo termine si stabilizza.

Siamo una raccolta di ricordi

Mentre i nostri corpi possono essere una gigantesca collezione di cellule, le nostre menti sono una gigantesca collezione di ricordi. I nostri ricordi formano il reticolo sottostante delle nostre personalità e visioni del mondo. La rimozione di un singolo ricordo, intenzionalmente o, peggio, accidentalmente, avrebbe un effetto imprevedibile sulla nostra psiche e sul modo in cui funzioniamo nella nostra vita quotidiana.

(Ora che ci penso, questo avviso suona molto simile all'effetto farfalla menzionato in quasi tutti i film sui viaggi nel tempo degli ultimi tre decenni. Interessante.)

Per questo motivo, mentre la minimizzazione e la rimozione della memoria suona come un approccio terapeutico entusiasmante per aiutare chi soffre di disturbo da stress post-traumatico o le vittime di stupro a superare il trauma emotivo del loro passato, è importante notare che tali trattamenti non saranno mai offerti alla leggera.

Ecco qua, con le tendenze e gli strumenti sopra delineati, la fine della malattia mentale permanente e paralizzante sarà vista nelle nostre vite. Tra questo e i nuovi farmaci di successo, la medicina di precisione e la fine delle lesioni fisiche permanenti descritte nei capitoli precedenti, penseresti che la nostra serie Future of Health abbia coperto tutto ... beh, non del tutto. Successivamente, discuteremo di come saranno gli ospedali di domani e dello stato futuro del sistema sanitario.