Quantumrun

KREDIT ZA SLIKO: Quantumrun

Razumevanje možganov za izbris duševnih bolezni: Prihodnost zdravja P5

David Tal, založnik, futurist
@DavidTalPiše
LinkedIn

Torek, 09 - 15:2020

100 milijard nevronov. 100 bilijonov sinaps. 400 milj krvnih žil. Naši možgani s svojo kompleksnostjo frustrirajo znanost. Pravzaprav ostajajo 30 krat močnejši od našega najhitrejšega superračunalnik.

Toda z odkrivanjem njihove skrivnosti odpiramo svet brez trajnih možganskih poškodb in duševnih motenj. Več kot to, lahko bomo povečali našo inteligenco, izbrisali boleče spomine, povezali svoj um z računalniki in celo povezali svoj um z umom drugih.

Vem, da se vse skupaj sliši noro, toda ko boste brali naprej, boste začeli razumeti, kako blizu smo prebojom, ki bodo zlahka spremenili, kaj pomeni biti človek.

Končno razumevanje možganov

Povprečni možgani so gosta zbirka nevronov (celic, ki vsebujejo podatke) in sinaps (poti, ki nevronom omogočajo komunikacijo). Toda kako točno ti nevroni in sinapse komunicirajo in kako različni deli možganov vplivajo na različne dele vašega telesa, ostaja skrivnost. Še niti nimamo dovolj zmogljivih orodij, da bi popolnoma razumeli ta organ. Še huje, svetovni nevroznanstveniki sploh nimajo dogovorjene enotne teorije o delovanju možganov.

To stanje je v veliki meri posledica decentralizirane narave nevroznanosti, saj večina raziskav možganov poteka na univerzah in znanstvenih inštitutih po vsem svetu. Vendar pa obeta nove pobude – kot so ZDA Iniciativa BRAIN in EU Projekt človeški možgani— zdaj potekajo centralizacija raziskav možganov, skupaj z večjimi proračuni za raziskave in bolj osredotočenimi raziskovalnimi direktivami.

Te pobude skupaj upajo, da bodo naredile velik preboj na področju nevroznanosti Connectomics – študija priključki: celoviti zemljevidi povezav znotraj živčnega sistema organizma. (V bistvu želijo znanstveniki razumeti, kaj v resnici počne vsak nevron in sinapsa v vaših možganih.) V ta namen projekti, ki pritegnejo največ pozornosti, vključujejo:

Optogenetika. To se nanaša na nevroznanstveno tehniko (povezano s konektomiko), ki uporablja svetlobo za nadzor nevronov. V angleščini to pomeni uporabo najnovejših orodij za genetsko urejanje, opisanih v prejšnjih poglavjih te serije, za gensko inženirstvo nevronov v možganih laboratorijskih živali, da postanejo občutljivi na svetlobo. Tako je lažje spremljati, kateri nevroni se sprožijo v možganih, ko se te živali premikajo ali razmišljajo. Če jo uporabimo pri ljudeh, bo ta tehnologija znanstvenikom omogočila, da natančneje razumejo, kateri deli možganov nadzorujejo vaše misli, čustva in telo.

Črtno kodiranje možganov. Druga tehnika, Črtna koda FISSEQ, v možgane vbrizga posebej izdelan virus, zasnovan tako, da neškodljivo vtisne edinstvene črtne kode v okužene nevrone. To bo znanstvenikom omogočilo identifikacijo povezav in dejavnosti vse do posamezne sinapse, kar bi lahko preseglo optogenetiko.

Slikanje celih možganov. Namesto identifikacije delovanja nevronov in sinaps posamično je alternativni pristop, da jih posnamete vse hkrati. In presenetljivo je, da že imamo orodja za preslikovanje (vseeno zgodnje različice), da to lahko storimo. Slaba stran je, da slikanje posameznih možganov ustvari do 200 terabajtov podatkov (približno toliko, kolikor Facebook ustvari v enem dnevu). In bo le do kvantni računalniki vstopiti na trg sredi leta 2020, da bomo lahko v celoti enostavno obdelali to količino velikih podatkov.

Sekvenciranje in urejanje genov. Opisano v tretje poglavje, in v tem kontekstu uporabljeno za možgane.

Na splošno se izziv kartiranja konektoma primerja z izzivom kartiranja človeškega genoma, ki je bil dosežen leta 2001. Čeprav je veliko večji izziv, bo končni izkupiček konektoma (do zgodnjih 2030-ih) utrl pot do velike teorije o možganov, ki bo združil področje nevroznanosti.

Ta prihodnja raven razumevanja lahko pripelje do različnih aplikacij, kot so protetične okončine, ki jih popolnoma nadzoruje um, napredek v vmesniku možgani-računalnik (BCI), komunikacija med možgani (zdravo, elektronska telepatija), nalaganje znanja in spretnosti v možgane, Matrixu podobno nalaganje vašega uma v splet – deluje! Toda v tem poglavju se osredotočimo na to, kako bo ta velika teorija veljala za zdravljenje možganov in uma.

Odločilno zdravljenje duševnih bolezni

Na splošno vse duševne motnje izvirajo iz ene ali kombinacije genskih napak, telesnih poškodb in čustvenih travm. V prihodnosti boste prejeli prilagojeno zdravljenje za ta možganska obolenja, ki temelji na kombinaciji tehnologije in terapevtskih tehnik, ki vas bodo popolnoma diagnosticirale.

Za duševne motnje, ki jih povzročajo predvsem genetske okvare – vključno z boleznimi, kot so Parkinsonova bolezen, ADHD, bipolarna motnja in shizofrenija – te ne bodo le diagnosticirane veliko prej v življenju s prihodnjim genetskim testiranjem/sekvenciranjem na množičnem trgu, ampak bomo potem sposobni urediti te problematične gene (in njihove ustrezne motnje) z uporabo prilagojenih postopkov genske terapije.

Za duševne motnje, ki jih povzročijo fizične poškodbe – vključno s pretresi in travmatskimi možganskimi poškodbami (TBI) zaradi nesreč na delovnem mestu ali spopadov na vojnih območjih – bodo ta stanja sčasoma zdravljena s kombinacijo zdravljenja z izvornimi celicami za ponovno rast poškodovanih predelov možganov (opisano v zadnje poglavje), kot tudi specializirani možganski vsadki (nevroprostetika).

Predvsem slednjega že aktivno testirajo za uporabo na množičnem trgu do leta 2020. S tehniko, imenovano globoka možganska stimulacija (DBS), kirurgi vsadijo 1 milimeter tanko elektrodo v določeno področje možganov. Podobno kot srčni spodbujevalnik ti vsadki stimulirajo možgane z blagim, enakomernim pretokom električne energije, da prekinejo negativne povratne zanke, ki povzročajo moteče duševne motnje. So že je bilo ugotovljeno, da je uspešno pri zdravljenju bolnikov s hudo OCD, nespečnostjo in depresijo.

Ko pa gre za tiste paralizirajoče duševne motnje, ki jih povzroča čustvena travma – vključno s posttravmatsko stresno motnjo (PTSD), ekstremnimi obdobji žalosti ali krivde, dolgotrajno izpostavljenostjo stresu in duševni zlorabi iz okolja itd. – so ta stanja bolj zapletena uganka. zdraviti.

Kuga težavnih spominov

Tako kot ni velike teorije o možganih, tudi znanost nima popolnega razumevanja o tem, kako oblikujemo spomine. Kar vemo, je, da so spomini razvrščeni v tri splošne vrste:

Senzorični spomin: »Spominjam se, da sem pred štirimi sekundami videl tisti avto, ki je peljal mimo; vohanje ostanka s hot dogi pred tremi sekundami; slišati klasično rock pesem, ko grem mimo prodajalne plošč.«

Kratkoročni spomin: "Pred približno desetimi minutami je na moja vrata potrkal zagovornik kampanje in se z mano pogovarjal o tem, zakaj bi moral voliti Trumpa za predsednika."

Dolgotrajni spomin: »Pred sedmimi leti sem šel na evro potovanje z dvema prijateljema. Enkrat se spomnim, da sem se v Amsterdamu napičil gobic in nato naslednji dan nekako končal v Parizu. Najboljši čas doslej.”

Od teh treh vrst spomina so dolgoročni spomini najbolj zapleteni; vsebujejo podrazrede, kot je implicitni spomin in eksplicitni spomin, od katerih je slednje mogoče nadalje razčleniti na semantični spomin, epizodni spomin, in najpomembneje, čustveni spomini. Zaradi te kompleksnosti lahko povzročijo toliko škode.

Nezmožnost pravilnega beleženja in obdelave dolgoročnih spominov je glavni razlog za številne psihološke motnje. To je tudi razlog, zakaj bo prihodnost zdravljenja psiholoških motenj vključevala bodisi obnavljanje dolgoročnih spominov bodisi pomoč pacientom pri obvladovanju ali popolnem brisanju težavnih dolgoročnih spominov.

Obnavljanje spominov za zdravljenje uma

Do zdaj je bilo le malo učinkovitih načinov zdravljenja za bolnike s TBI ali genetskimi motnjami, kot je Parkinsonova bolezen, kjer gre za obnovitev izgubljenih (ali zaustavitev stalne izgube) dolgoročnih spominov. Samo v ZDA 1.7 milijona vsako leto zboli za TBI, od tega 270,000 vojaških veteranov.

Terapija z matičnimi celicami in gensko terapijo sta še vedno vsaj desetletje oddaljena (~2025) od potencialnega zdravljenja poškodb TBI in zdravljenja Parkinsonove bolezni. Do takrat se zdi, da možganski vsadki, podobni prej opisanim, danes obravnavajo ta stanja. Uporabljajo se že za zdravljenje epilepsije, parkinsonove bolezni in Alzheimerjeva bolezen bolnikov in nadaljnji razvoj te tehnologije (predvsem tistih financira DARPA) bi lahko do leta 2020 povrnila sposobnost obolelih za TBI, da ustvarijo nove in obnovijo stare dolgoročne spomine.

Brisanje spominov za zdravljenje uma

Morda vas je prevaral nekdo, ki ste ga imeli radi, ali pa ste morda pozabili svoje besede na pomembnem javnem nastopu; negativni spomini imajo neprijetno navado, da ostanejo v vaših mislih. Takšni spomini vas lahko naučijo sprejemati boljše odločitve ali pa postanejo bolj previdni pri določenih dejanjih.

Ko pa ljudje doživijo bolj travmatične spomine, kot je na primer iskanje umorjenega trupla ljubljene osebe ali preživetje vojnega območja, lahko ti spomini postanejo strupeni, kar lahko povzroči trajne fobije, zlorabo substanc in negativne spremembe v osebnosti, kot so povečana agresija, depresija. itd. PTSM se na primer pogosto imenuje bolezen spomina; travmatični dogodki in negativna čustva, ki jih občutimo ves čas, ostanejo obtičali v sedanjosti, saj prizadeti ne morejo pozabiti in sčasoma zmanjšajo svojo intenzivnost.

Zato pri tradicionalnih terapijah, ki temeljijo na pogovoru, zdravilih in celo nedavnih terapije, ki temeljijo na virtualni resničnosti, pacientu ne pomagajo premagati motnje, ki temelji na spominu, lahko bodoči terapevti in zdravniki predpišejo popolno odstranitev travmatičnega spomina.

Da, vem, to zveni kot znanstvenofantastični zaplet iz filma, Večno sonce brezmadežnega uma, vendar raziskave o izbrisu spomina potekajo hitreje, kot si mislite.

Vodilna tehnika deluje na novo razumevanje tega, kako se spomini sami spominjajo. Vidite, za razliko od običajne modrosti spomin ni nikoli vtisnjen v kamen. Namesto tega dejanje spominjanja spomina spremeni sam spomin. Na primer, veseli spomin na ljubljeno osebo se lahko za vedno spremeni v grenak, celo boleč spomin, če se ga spomnimo med pogrebom.

Na znanstveni ravni vaši možgani beležijo dolgoročne spomine kot zbirko nevronov, sinaps in kemikalij. Ko spodbudite svoje možgane, da si zapomnijo spomin, morajo to zbirko preoblikovati na poseben način, da se lahko spomnite tega spomina. Ampak med tem je utrdi faza, ko je vaš spomin najbolj ranljiv za spremembo ali izbris. In točno to so znanstveniki odkrili, kako narediti.

Na kratko, začetni poskusi tega postopka potekajo nekako takole:

Obiščete zdravstveno ambulanto za pregled pri specializiranem terapevtu in laboratorijskem tehniku;
Terapevt bi vam nato zastavil vrsto vprašanj, da bi osamil glavni vzrok (spomin) vaše fobije ali PTSP;
Ko bi bil izoliran, bi vas terapevt vztrajal pri razmišljanju in govorjenju o tem spominu, da bi ohranil vaš um aktivno osredotočen na spomin in z njim povezana čustva;
Med tem dolgotrajnim spominjanjem bi vam laboratorijski tehnik naročil, da pogoltnete tableto ali vam vbrizga zdravilo za zaviranje spomina;
Ko se spominjanje nadaljuje in droga začne delovati, se čustva, povezana s spominom, začnejo zmanjševati in bledeti, poleg izbranih podrobnosti spomina (odvisno od uporabljene droge spomin morda ne bo popolnoma izginil);
V sobi ostanete, dokler zdravilo popolnoma ne izzveni, tj. ko se stabilizira vaša naravna sposobnost oblikovanja običajnih kratkoročnih in dolgoročnih spominov.

Smo zbirka spominov

Medtem ko so naša telesa lahko ogromna zbirka celic, je naš um ogromna zbirka spominov. Naši spomini tvorijo temeljno mrežo naših osebnosti in pogleda na svet. Odstranitev enega samega spomina – namenoma ali, še huje, po naključju – bi imela nepredvidljiv učinek na našo psiho in naše vsakodnevno delovanje.

(Zdaj, ko pomislim, se to opozorilo sliši zelo podobno učinku metulja, omenjenem v skoraj vseh filmih o potovanju skozi čas v zadnjih treh desetletjih. Zanimivo.)

Iz tega razloga, čeprav zmanjševanje in odstranjevanje spomina zveni kot vznemirljiv terapevtski pristop za pomoč osebam s PTSD ali žrtvam posilstva, da premagajo čustvene travme iz svoje preteklosti, je pomembno vedeti, da takšna zdravljenja nikoli ne bodo ponujena zlahka.

Tako imate, s trendi in orodji, opisanimi zgoraj, bo konec trajnih in hromečih duševnih bolezni viden še v naših življenjih. Med tem in uspešnico o novih zdravilih, natančni medicini in koncu trajnih telesnih poškodb, opisanih v prejšnjih poglavjih, bi pomislili, da je naša serija Prihodnost zdravja pokrila vse ... no, ne povsem. Nato bomo razpravljali o tem, kakšne bodo jutrišnje bolnišnice, pa tudi o prihodnjem stanju zdravstvenega sistema.