Квантумран

ИЗОБРАЖЕНИЕ КРЕДИТ: Квантумран

Понимание работы мозга для избавления от психических заболеваний: Future of Health P5

Дэвид Тал, издатель, футурист
@DavidTalWrites
LinkedIn

Вт, 09 / 15 / 2020 - 05: 34

100 миллиардов нейронов. 100 триллионов синапсов. 400 миль кровеносных сосудов. Наш мозг расстраивает науку своей сложностью. На самом деле они остаются 30 раз мощнее, чем наш самый быстрый суперкомпьютер.

Но раскрывая их тайну, мы открываем мир, свободный от необратимых травм головного мозга и психических расстройств. Более того, мы сможем повысить свой интеллект, стереть болезненные воспоминания, подключить свой разум к компьютерам и даже соединить свой разум с разумом других людей.

Я знаю, все это звучит безумно, но по мере того, как вы будете читать дальше, вы начнете понимать, насколько мы близки к прорывам, которые легко изменят то, что значит быть человеком.

Наконец-то понимание мозга

Средний мозг представляет собой плотный набор нейронов (клеток, содержащих данные) и синапсов (путей, позволяющих нейронам общаться). Но как именно эти нейроны и синапсы взаимодействуют и как разные части мозга влияют на разные части вашего тела, остается загадкой. У нас даже нет достаточно мощных инструментов, чтобы полностью понять этот орган. Хуже того, у нейробиологов мира нет даже согласованной единой теории о том, как работает мозг.

Такое положение дел во многом связано с децентрализованным характером нейронауки, поскольку большинство исследований мозга проводится в университетах и научных институтах по всему миру. Однако многообещающие новые инициативы, такие как США МОЗГ инициатива и ЕС Проект "Человеческий мозг"— в настоящее время ведутся работы по централизации исследований мозга, наряду с увеличением бюджетов на исследования и более целенаправленными исследовательскими директивами.

Вместе эти инициативы надеются совершить крупный прорыв в области нейробиологии коннектомики — изучения коннектомы: подробные карты связей в нервной системе организма. (По сути, ученые хотят понять, что на самом деле делает каждый нейрон и синапс в вашем мозгу.) С этой целью наибольшее внимание привлекают проекты:

оптогенетика. Это относится к методу нейронауки (связанному с коннектомикой), который использует свет для управления нейронами. На английском языке это означает использование новейших инструментов генетического редактирования, описанных в предыдущих главах этой серии, для генетической инженерии нейронов в мозгу лабораторных животных, чтобы они стали чувствительными к свету. Это облегчает отслеживание того, какие нейроны активируются в мозгу, когда эти животные двигаются или думают. Применительно к людям эта технология позволит ученым более точно понять, какие части мозга контролируют ваши мысли, эмоции и тело.

Штрих-кодирование мозга. Другая техника, Штрих-кодирование FISSEQ, вводит в мозг специально созданный вирус, предназначенный для безвредного впечатывания уникальных штрих-кодов в инфицированные нейроны. Это позволит ученым идентифицировать связи и активность вплоть до отдельного синапса, потенциально превосходя оптогенетику.

Визуализация всего мозга. Вместо того, чтобы определять функцию нейронов и синапсов по отдельности, альтернативный подход состоит в том, чтобы записывать их все одновременно. И что удивительно, у нас уже есть инструменты для работы с изображениями (во всяком случае, ранние версии), чтобы сделать это. Недостатком является то, что визуализация отдельного мозга генерирует до 200 терабайт данных (примерно столько, сколько Facebook генерирует за день). И это будет только до квантовые компьютеры выйти на рынок примерно в середине 2020-х годов, чтобы мы могли легко обрабатывать такой объем больших данных.

Секвенирование и редактирование генов. Описано в в третьей главе, и в этом контексте применительно к мозгу.

В целом задачу картирования коннектома сравнивают с картированием генома человека, которое было выполнено еще в 2001 году. Хотя коннектом гораздо сложнее, конечная отдача от коннектома (к началу 2030-х годов) проложит путь к грандиозной теории мозг, который объединит область нейронауки.

Этот будущий уровень понимания может привести к множеству приложений, таких как идеально управляемые разумом протезы конечностей, достижения в интерфейсе мозг-компьютер (BCI), связь между мозгом (привет, электронная телепатия), загрузка знаний и навыков в мозг, Матричная загрузка вашего разума в сеть — работает! Но в этой главе давайте сосредоточимся на том, как эта великая теория применима к исцелению мозга и разума.

Решительное лечение психических заболеваний

Вообще говоря, все психические расстройства возникают в результате одного или комбинации генных дефектов, телесных и эмоциональных травм. В будущем вы получите индивидуальное лечение этих заболеваний головного мозга, основанное на сочетании технологий и терапевтических методов, которые точно поставят вам диагноз.

Психические расстройства, вызванные преимущественно генетическими дефектами, включая такие заболевания, как болезнь Паркинсона, СДВГ, биполярное расстройство и шизофрения, не только будут диагностированы гораздо раньше в жизни с помощью будущего массового генетического тестирования/секвенирования, в состоянии отредактировать эти проблемные гены (и соответствующие им нарушения) с помощью индивидуальных процедур генной терапии.

При психических расстройствах, вызванных телесными повреждениями, включая сотрясения мозга и черепно-мозговые травмы (ЧМТ) в результате несчастных случаев на рабочем месте или боевых действий в зонах боевых действий, эти состояния в конечном итоге будут лечить с помощью комбинации терапии стволовыми клетками для восстановления поврежденных участков мозга (описано в последняя глава), а также специализированные мозговые имплантаты (нейропротезы).

Последний, в частности, уже активно тестируется для массового использования к 2020 году. Используя технику, называемую глубокой стимуляцией мозга (DBS), хирурги имплантируют электрод толщиной 1 миллиметр в определенную область мозга. Подобно кардиостимулятору, эти имплантаты стимулируют мозг мягким, устойчивым потоком электричества, чтобы прерывать петли отрицательной обратной связи, вызывающие деструктивные психические расстройства. Они уже был признан успешным при лечении пациентов с тяжелым обсессивно-компульсивным расстройством, бессонницей и депрессией.

Но когда дело доходит до тех парализующих психических расстройств, вызванных эмоциональной травмой, включая посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), экстремальные периоды горя или вины, длительное воздействие стресса и психического насилия со стороны вашего окружения и т. д., эти состояния представляют собой более сложную головоломку. лечить.

Чума неприятных воспоминаний

Точно так же, как не существует великой теории мозга, наука также не имеет полного понимания того, как мы формируем воспоминания. Что мы знаем, так это то, что воспоминания подразделяются на три основных типа:

Сенсорная память: «Я помню, как четыре секунды назад проехала та машина; три секунды назад почуял прилавок с хот-догами; слушая классическую рок-песню, проходя мимо музыкального магазина».

Краткосрочная память: «Около десяти минут назад в мою дверь постучал один из сторонников предвыборной кампании и заговорил со мной о том, почему я должен голосовать за Трампа на пост президента».

Долгосрочная память: «Семь лет назад я отправился в путешествие по Европе с двумя приятелями. Помню, однажды я накурился грибов в Амстердаме, а на следующий день каким-то образом оказался в Париже. Лучшее время».

Из этих трех типов памяти долговременная память является самой сложной; они содержат подклассы, такие как имплицитная память и явная память, последний из которых может быть далее разбит на семантическая память, эпизодическая память, и самое главное, эмоциональные воспоминания. Именно из-за этой сложности они могут причинить столько вреда.

Неспособность должным образом записывать и обрабатывать долговременные воспоминания является основной причиной многих психологических расстройств. Именно поэтому будущее лечения психологических расстройств будет включать либо восстановление долгосрочных воспоминаний, либо помощь пациентам в управлении или полном стирании неприятных долгосрочных воспоминаний.

Восстановление воспоминаний для исцеления ума

До сих пор было мало эффективных методов лечения людей, страдающих ЧМТ или генетическими заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона, когда речь идет о восстановлении утраченных (или остановке продолжающейся потери) долговременных воспоминаний. Только в США ежегодно от ЧМТ страдают 1.7 миллиона человек, 270,000 XNUMX из которых — ветераны вооруженных сил.

Стволовые клетки и генная терапия все еще находятся по крайней мере в десятилетии (~ 2025 г.) от потенциального излечения травм от ЧМТ и лечения болезни Паркинсона. До тех пор мозговые имплантаты, подобные описанным ранее, по-видимому, сегодня решают эти проблемы. Они уже используются для лечения эпилепсии, болезни Паркинсона и Альцгеймера пациентов, и дальнейшее развитие этой технологии (особенно те финансируется ДАРПА) может восстановить способность людей, страдающих ЧМТ, создавать новые и восстанавливать старые долговременные воспоминания к 2020 году.

Стирание воспоминаний, чтобы исцелить разум

Возможно, вам изменил кто-то, кого вы любили, или, может быть, вы забыли свои реплики во время крупного публичного выступления; негативные воспоминания имеют неприятную привычку задерживаться в вашем уме. Такие воспоминания могут либо научить вас принимать более правильные решения, либо сделать вас более осторожными в определенных действиях.

Но когда люди переживают более травмирующие воспоминания, такие как нахождение убитого любимого человека или выживание в зоне боевых действий, эти воспоминания могут стать токсичными, что может привести к постоянным фобиям, злоупотреблению психоактивными веществами и негативным изменениям личности, таким как повышенная агрессия, депрессия. и т. д. ПТСР, например, часто называют болезнью памяти; травматические инциденты и негативные эмоции, ощущаемые повсюду, остаются в настоящем, поскольку страдающие не могут забыть и со временем уменьшают свою интенсивность.

Вот почему, когда традиционная разговорная терапия, лекарства и даже недавние терапия на основе виртуальной реальностиЕсли пациенту не удастся преодолеть расстройство, основанное на памяти, будущие терапевты и врачи могут вообще назначить удаление травмирующих воспоминаний.

Да, я знаю, это звучит как научно-фантастический сюжет из фильма, Вечное сияние чистого разума, но исследования в области стирания памяти продвигаются быстрее, чем вы думаете.

Ведущая техника работает на новом понимании того, как запоминаются сами воспоминания. Видите ли, вопреки тому, что может подсказать вам здравый смысл, память никогда не высечена на камне. Вместо этого акт запоминания воспоминания изменяет само воспоминание. Например, счастливая память о любимом человеке может навсегда превратиться в горько-сладкую, даже болезненную память, если ее вспомнить во время похорон.

На научном уровне ваш мозг записывает долгосрочные воспоминания в виде совокупности нейронов, синапсов и химических веществ. Когда вы побуждаете свой мозг вспомнить воспоминание, ему нужно преобразовать эту коллекцию определенным образом, чтобы вы могли вспомнить это воспоминание. Но это во время этого прикатывание фаза, когда ваша память наиболее уязвима для изменения или стирания. И это именно то, что ученые открыли, как это сделать.

Вкратце, первоначальные испытания этого процесса выглядят примерно так:

Вы посещаете медицинскую клинику на прием к профильному терапевту и лаборанту;
Затем терапевт задаст вам ряд вопросов, чтобы выявить первопричину (воспоминания) вашей фобии или посттравматического стрессового расстройства;
После изоляции терапевт будет заставлять вас думать и говорить об этом воспоминании, чтобы ваш разум активно сосредоточивался на воспоминании и связанных с ним эмоциях;
Во время этого длительного воспоминания лаборант заставлял вас проглотить таблетку или ввести вам препарат, подавляющий память;
По мере того, как воспоминание продолжается и действует наркотик, эмоции, связанные с воспоминанием, начинают ослабевать и исчезать вместе с отдельными деталями воспоминания (в зависимости от используемого наркотика воспоминание может не исчезнуть полностью);
Вы остаетесь в комнате до тех пор, пока действие препарата полностью не пройдет, т.е. пока не стабилизируется ваша естественная способность формировать нормальные краткосрочные и долгосрочные воспоминания.

Мы коллекция воспоминаний

В то время как наши тела могут быть гигантской коллекцией клеток, наш разум — это гигантская коллекция воспоминаний. Наши воспоминания формируют основную решетку нашей личности и мировоззрения. Удаление одного воспоминания — преднамеренно или, что еще хуже, случайно — оказало бы непредсказуемое влияние на нашу психику и на то, как мы функционируем в нашей повседневной жизни.

(Если подумать, это предупреждение звучит очень похоже на эффект бабочки, упоминаемый почти в каждом фильме о путешествиях во времени за последние три десятилетия. Интересно.)

По этой причине, хотя минимизация и удаление памяти звучит как захватывающий терапевтический подход, помогающий страдающим посттравматическим стрессовым расстройством или жертвам изнасилования преодолеть эмоциональную травму своего прошлого, важно отметить, что такое лечение никогда не будет предлагаться легкомысленно.

Вот и все, с тенденциями и инструментами, описанными выше, конец постоянных и калечащих психических заболеваний будет виден в нашей жизни. Между этим и новыми лекарствами-блокбастерами, прецизионной медициной и прекращением необратимых телесных повреждений, описанных в предыдущих главах, можно подумать, что наша серия «Будущее здоровья» охватила все это… ну, не совсем. Далее мы обсудим, как будут выглядеть завтрашние больницы, а также будущее состояние системы здравоохранения.