Pochopenie mozgu na vymazanie duševných chorôb: Budúcnosť zdravia P5

100 miliárd neurónov. 100 biliónov synapsií. 400 míľ krvných ciev. Naše mozgy frustrujú vedu svojou komplexnosťou. V skutočnosti zostávajú 30 krát výkonnejší ako náš najrýchlejší Superpočítač.

Ale pri odhaľovaní ich tajomstva otvárame svet bez trvalého poranenia mozgu a duševných porúch. Okrem toho budeme môcť zvýšiť svoju inteligenciu, vymazať bolestivé spomienky, prepojiť našu myseľ s počítačmi a dokonca spojiť svoju myseľ s mysľou iných.

Viem, že to všetko znie šialene, ale ako budete čítať ďalej, začnete chápať, ako blízko sme k objavom, ktoré ľahko zmenia to, čo znamená byť človekom.

Konečne pochopenie mozgu

Priemerný mozog je hustá zbierka neurónov (bunky, ktoré obsahujú dáta) a synapsií (dráhy, ktoré umožňujú neurónom komunikovať). Ale to, ako presne tieto neuróny a synapsie komunikujú a ako rôzne časti mozgu ovplyvňujú rôzne časti vášho tela, zostáva záhadou. Ešte ani nemáme nástroje dostatočne výkonné na to, aby sme tento orgán úplne pochopili. Horšie je, že svetoví neurovedci nemajú ani dohodnutú jednotnú teóriu fungovania mozgu.

Tento stav je do značnej miery spôsobený decentralizovanou povahou neurovedy, keďže väčšina výskumov mozgu prebieha na univerzitách a vedeckých ústavoch po celom svete. Sľubné nové iniciatívy – ako napríklad USA iniciatíva BRAIN a EÚ Projekt ľudského mozgu— v súčasnosti prebieha centralizácia výskumu mozgu spolu s väčšími rozpočtami na výskum a cielenejšími smernicami pre výskum.

Spoločne tieto iniciatívy dúfajú, že prinesú masívne prelomy v neurovedeckej oblasti Connectomics – štúdia konektómy: komplexné mapy spojení v nervovom systéme organizmu. (Vedci chcú v podstate pochopiť, čo každý neurón a synapsia vo vašom mozgu skutočne robí.) Na tento účel projekty, ktorým sa venuje najväčšia pozornosť, zahŕňajú:

Optogenetika. Týka sa to neurovedeckej techniky (súvisiacej s konektomikou), ktorá využíva svetlo na ovládanie neurónov. V angličtine to znamená použitie najnovších nástrojov na genetickú úpravu popísaných v predchádzajúcich kapitolách tejto série na genetické inžinierstvo neurónov v mozgu laboratórnych zvierat, aby sa stali citlivými na svetlo. Vďaka tomu je jednoduchšie sledovať, ktoré neuróny sa v mozgu spúšťajú vždy, keď sa tieto zvieratá pohybujú alebo myslia. Keď sa táto technológia aplikuje na ľudí, umožní vedcom presnejšie pochopiť, ktoré časti mozgu ovládajú vaše myšlienky, emócie a telo.

Čiarové kódovanie mozgu. Ďalšia technika, Čiarové kódovanie FISSEQ, vstrekne do mozgu špeciálne upravený vírus navrhnutý tak, aby neškodne vtlačil jedinečné čiarové kódy do infikovaných neurónov. To umožní vedcom identifikovať spojenia a aktivitu až po jednotlivé synapsie, čo potenciálne prekoná optogenetiku.

Zobrazovanie celého mozgu. Namiesto individuálnej identifikácie funkcie neurónov a synapsií je alternatívnym prístupom zaznamenať ich všetky súčasne. A čo je prekvapujúce, už na to máme zobrazovacie nástroje (aj tak skoré verzie). Nevýhodou je, že zobrazenie individuálneho mozgu vygeneruje až 200 terabajtov údajov (približne toľko, čo Facebook vygeneruje za deň). A bude to len do kvantové počítače vstúpime na trh približne v polovici 2020-tych rokov, že budeme schopní jednoducho spracovať toto množstvo veľkých dát.

Sekvenovanie a úprava génov. Popísané v kapitola tretiaa v tejto súvislosti aplikovaný na mozog.

Výzva mapovania konektómu sa vo všeobecnosti porovnáva s úlohou mapovania ľudského genómu dosiahnutého v roku 2001. Aj keď je to oveľa náročnejšie, konečný prínos konektómu (začiatkom 2030. rokov XNUMX. storočia) pripraví cestu k veľkej teórii mozog, ktorý zjednotí oblasť neurovedy.

Táto budúca úroveň porozumenia môže viesť k rôznym aplikáciám, ako sú dokonale mysľou ovládané protetické končatiny, pokroky v rozhraní Brain-Computer Interface (BCI), komunikácia medzi mozgom a mozgom (ahoj, elektronická telepatia), odovzdávanie vedomostí a zručností do mozgu, Matrixové nahrávanie vašej mysle na web – funguje to! V tejto kapitole sa však sústreďme na to, ako sa táto veľká teória uplatní pri liečení mozgu a mysle.

Rozhodujúca liečba duševných chorôb

Všeobecne povedané, všetky duševné poruchy pochádzajú z jedného alebo z kombinácie génových defektov, fyzických zranení a emocionálnej traumy. V budúcnosti dostanete prispôsobenú liečbu týchto mozgových stavov založenú na kombinácii technológie a terapeutických techník, ktoré vás dokonale diagnostikujú.

V prípade duševných porúch spôsobených prevažne genetickými defektmi – vrátane chorôb ako Parkinsonova choroba, ADHD, bipolárna porucha a schizofrénia – tieto budú nielen diagnostikované oveľa skôr v živote prostredníctvom budúceho genetického testovania/sekvenovania na masovom trhu, ale potom budeme schopný odstrániť tieto problematické gény (a im zodpovedajúce poruchy) pomocou prispôsobených postupov génovej terapie.

Pri duševných poruchách spôsobených fyzickými zraneniami – vrátane otrasov mozgu a traumatických poranení mozgu (TBI) z nehôd na pracovisku alebo z bojov vo vojnových zónach – sa tieto stavy nakoniec liečia kombináciou terapie kmeňovými bunkami, aby sa znovu dorástli poranené oblasti mozgu (opísané v posledná kapitola), ako aj špecializované mozgové implantáty (neuroprotetika).

Najmä ten druhý sa už aktívne testuje na použitie na masovom trhu do roku 2020. Pomocou techniky nazývanej hĺbková stimulácia mozgu (DBS) chirurgovia implantujú 1-milimetrovú tenkú elektródu do špecifickej oblasti mozgu. Podobne ako kardiostimulátor, tieto implantáty stimulujú mozog miernym, stálym tokom elektriny, aby prerušili slučky negatívnej spätnej väzby, ktoré spôsobujú rušivé duševné poruchy. Už to urobili sa zistilo, že je úspešné pri liečbe pacientov s ťažkou OCD, nespavosťou a depresiou.  

Ale pokiaľ ide o paralyzujúce duševné poruchy spôsobené emocionálnou traumou – vrátane posttraumatickej stresovej poruchy (PTSD), extrémnych období smútku alebo viny, dlhodobého vystavenia stresu a duševného týrania z vášho prostredia atď. – tieto stavy sú zložitejšou hádankou. vyliecit.

Mor nepríjemných spomienok

Rovnako ako neexistuje žiadna veľká teória mozgu, ani veda nemá úplné pochopenie toho, ako si vytvárame spomienky. Čo vieme, je, že spomienky sú rozdelené do troch všeobecných typov:

Senzorická pamäť: „Pamätám si, že pred štyrmi sekundami som videl to auto prechádzať okolo; cítiť ten stánok s hot dogmi pred tromi sekundami; keď som si vypočul klasickú rockovú pieseň, keď prechádzal okolo obchodu s platňami.“

Krátkodobá pamäť"Asi pred desiatimi minútami mi na dvere zaklopal podporovateľ kampane a rozprával sa so mnou o tom, prečo by som mal voliť Trumpa za prezidenta."

Dlhodobá pamäť: „Pred siedmimi rokmi som išiel na eurovýlet s dvoma kamošmi. Raz si pamätám, ako som bol v Amsterdame a potom som na druhý deň nejako skončil v Paríži. Najlepší čas vôbec.”

Z týchto troch typov pamäte sú dlhodobé spomienky najkomplexnejšie; obsahujú podtriedy ako implicitná pamäť a explicitná pamäť, z ktorých posledný možno ďalej členiť podľa sémantická pamäť, epizodická pamäťa čo je najdôležitejšie, emocionálne spomienky. Táto zložitosť je dôvodom, prečo môžu spôsobiť toľko škody.

Neschopnosť správne zaznamenať a spracovať dlhodobé spomienky je hlavnou príčinou mnohých psychických porúch. To je tiež dôvod, prečo budúcnosť liečenia psychologických porúch bude zahŕňať buď obnovenie dlhodobých spomienok, alebo pomoc pacientom zvládnuť alebo úplne vymazať problematické dlhodobé spomienky.

Obnovenie spomienok na liečenie mysle

Doteraz existovalo len málo účinných liečebných postupov pre pacientov trpiacich TBI alebo genetickými poruchami, ako je Parkinsonova choroba, kde dochádza k obnoveniu stratených (alebo zastavenie prebiehajúcej straty) dlhodobých spomienok. Len v USA trpí TBI každý rok 1.7 milióna, z ktorých 270,000 XNUMX sú vojenskí veteráni.

Kmeňové bunky a génová terapia sú ešte najmenej desať rokov (~ 2025) od potenciálneho liečenia poranení TBI a vyliečenia Parkinsonovej choroby. Dovtedy sa zdá, že mozgové implantáty podobné tým, ktoré boli opísané skôr, dnes riešia tieto stavy. Používajú sa už na liečbu epilepsie, Parkinsonovej a Alzheimerova choroba pacientov a ďalší vývoj tejto technológie (najmä tých financované agentúrou DARPA) by mohla do roku 2020 obnoviť schopnosť ľudí trpiacich TBI vytvárať nové a obnovovať staré dlhodobé spomienky.

Vymazanie spomienok na uzdravenie mysle

Možno vás podviedol niekto, koho ste milovali, alebo ste možno zabudli svoje repliky na významnom verejnom vystúpení; negatívne spomienky majú nepríjemný zvyk pretrvávať vo vašej mysli. Takéto spomienky vás môžu naučiť robiť lepšie rozhodnutia, alebo vás môžu urobiť opatrnejšími pri vykonávaní určitých akcií.

Ale keď ľudia zažijú traumatickejšie spomienky, ako napríklad nájdenie zavraždeného tela milovanej osoby alebo prežitie vojnovej zóny, tieto spomienky sa môžu zmeniť na toxické – čo môže viesť k trvalým fóbiám, zneužívaniu návykových látok a negatívnym zmenám osobnosti, ako je zvýšená agresivita, depresia. PTSD sa napríklad často označuje ako choroba pamäti; traumatické incidenty a negatívne emócie, ktoré pociťujeme počas celého obdobia, zostávajú uviaznuté v prítomnosti, pretože trpiaci nemôžu zabudnúť a časom zmenšiť svoju intenzitu.

To je dôvod, prečo, keď tradičné konverzačné založené terapie, drogy, a dokonca aj nedávne terapie založené na virtuálnej realiteAk pacientovi nepomôžu prekonať poruchu pamäti, budúci terapeuti a lekári môžu predpísať úplné odstránenie traumatickej pamäte.

Áno, viem, znie to ako sci-fi zápletka z filmu, Večný svit nepoškvrnenej mysle, ale výskum vymazania pamäte postupuje rýchlejšie, než si myslíte.

Popredná technika pracuje na novom chápaní toho, ako sa spomienky samotné pamätajú. Vidíte, na rozdiel od toho, čo by vám mohla povedať bežná múdrosť, spomienka nie je nikdy vytesaná do kameňa. Namiesto toho akt zapamätania si spomienky zmení samotnú pamäť. Napríklad šťastná spomienka na milovaného človeka sa môže natrvalo zmeniť na horkosladkú, dokonca bolestivú spomienku, ak si ju spomeniete počas pohrebu.

Na vedeckej úrovni váš mozog zaznamenáva dlhodobé spomienky ako súbor neurónov, synapsií a chemikálií. Keď vyzvete svoj mozog, aby si zapamätal spomienku, musí túto zbierku zreformovať špecifickým spôsobom, aby ste si ju zapamätali. Ale je to počas toho utuženie fáza, keď je vaša pamäť najzraniteľnejšia voči zmene alebo vymazaniu. A presne to vedci zistili, ako na to.

Stručne povedané, prvé pokusy tohto procesu vyzerajú takto:

• Navštívite lekársku kliniku na stretnutie so špecializovaným terapeutom a laboratórnym technikom;

• Terapeut by vám potom položil sériu otázok, aby izoloval hlavnú príčinu (pamäť) vašej fóbie alebo PTSD;

• Po izolácii vás terapeut nechá premýšľať a hovoriť o tejto spomienke, aby sa vaša myseľ aktívne sústredila na spomienku as ňou spojené emócie;

• Počas tohto dlhého spomínania by vám laboratórny technik dal prehltnúť tabletku alebo vám vpichol liek na inhibíciu pamäti;

• Ako spomienka pokračuje a droga nastupuje, emócie spojené so spomienkou sa začínajú zmenšovať a miznúť spolu s vybranými detailmi spomienky (v závislosti od použitej drogy nemusí spomienka úplne zmiznúť);

• Zostávate v miestnosti, kým droga úplne nevyprchá, tj keď sa vaša prirodzená schopnosť vytvárať normálne krátkodobé a dlhodobé spomienky stabilizuje.

Sme zbierka spomienok

Zatiaľ čo naše telá môžu byť obrovskou zbierkou buniek, naša myseľ je obrovskou zbierkou spomienok. Naše spomienky tvoria základnú mriežku našich osobností a svetonázorov. Odstránenie jedinej spomienky – zámerne alebo, čo je horšie, náhodne – by malo nepredvídateľný vplyv na našu psychiku a na to, ako fungujeme v každodennom živote.

(Teraz, keď o tom premýšľam, toto varovanie znie veľmi podobne ako motýlí efekt spomínaný v takmer každom filme o cestovaní v čase za posledné tri desaťročia. Zaujímavé.)

Z tohto dôvodu, zatiaľ čo minimalizácia a odstraňovanie pamäte znie ako vzrušujúci terapeutický prístup, ktorý má pomôcť pacientom trpiacim PTSD alebo obetiam znásilnenia prekonať emocionálnu traumu z ich minulosti, je dôležité poznamenať, že takáto liečba sa nikdy nebude ponúkať ľahkovážne.

Tu to máte, s trendmi a nástrojmi načrtnutými vyššie bude koniec trvalých a ochromujúcich duševných chorôb svedkom našich životov. Medzi týmto a trhákom s novými liekmi, presnou medicínou a koncom trvalých fyzických zranení opísaných v predchádzajúcich kapitolách by ste si mysleli, že naša séria Budúcnosť zdravia pokryla všetko... no, nie tak celkom. Ďalej si povieme, ako budú vyzerať nemocnice zajtrajška, ako aj budúci stav zdravotníctva.

Séria Budúcnosť zdravia

Zdravotníctvo sa blíži k revolúcii: Budúcnosť zdravia P1

Zajtrajšie pandémie a super drogy skonštruované na boj proti nim: Budúcnosť zdravia P2

Precízna zdravotná starostlivosť zasahuje do vášho genómu: Budúcnosť zdravia P3

Koniec trvalých telesných zranení a invalidít: Budúcnosť zdravia P4

Zažitie systému zdravotnej starostlivosti zajtrajška: Budúcnosť zdravia P6

Zodpovednosť za svoje kvantifikované zdravie: Budúcnosť zdravia P7