ทำความเข้าใจสมองเพื่อลบความเจ็บป่วยทางจิต: อนาคตของสุขภาพ P5

100 พันล้านเซลล์ประสาท ไซแนปส์ 100 ล้านล้าน หลอดเลือด 400 ไมล์ สมองของเราขัดขวางวิทยาศาสตร์ด้วยความซับซ้อน อันที่จริงพวกมันยังคงอยู่ ครั้ง 30 แข็งแกร่งกว่าที่เร็วที่สุดของเรา ซูเปอร์คอมพิวเตอร์.

แต่ในการไขปริศนานั้น เราเปิดโลกที่ปราศจากอาการบาดเจ็บที่สมองอย่างถาวรและความผิดปกติทางจิต ยิ่งไปกว่านั้น เราจะสามารถเพิ่มสติปัญญาของเรา ลบความทรงจำอันเจ็บปวด เชื่อมต่อจิตใจของเรากับคอมพิวเตอร์ และแม้กระทั่งเชื่อมโยงจิตใจของเรากับจิตใจของผู้อื่น

ฉันรู้ว่าทุกอย่างฟังดูบ้าๆ แต่เมื่อคุณอ่านต่อไป คุณจะเริ่มเข้าใจว่าเราเข้าใกล้การค้นพบใหม่ๆ มากเพียงใด ที่จะเปลี่ยนความหมายของการเป็นมนุษย์ได้อย่างง่ายดาย

ในที่สุดก็เข้าใจสมอง

สมองโดยเฉลี่ยเป็นกลุ่มเซลล์ประสาทที่หนาแน่น (เซลล์ที่มีข้อมูล) และไซแนปส์ (เส้นทางที่เซลล์ประสาทสามารถสื่อสารได้) แต่แน่นอนว่าเซลล์ประสาทและไซแนปส์เหล่านั้นสื่อสารกันอย่างไร และส่วนต่างๆ ของสมองส่งผลต่อส่วนต่างๆ ของร่างกายคุณอย่างไร นั่นยังคงเป็นปริศนา เรายังไม่มีเครื่องมือที่ทรงพลังพอที่จะเข้าใจอวัยวะนี้อย่างถ่องแท้ ที่แย่ไปกว่านั้น นักประสาทวิทยาของโลกยังไม่มีข้อตกลงในทฤษฎีที่รวมเป็นหนึ่งเดียวว่าสมองทำงานอย่างไร

สถานการณ์นี้ส่วนใหญ่เกิดจากลักษณะการกระจายอำนาจของประสาทวิทยาศาสตร์ เนื่องจากการวิจัยสมองส่วนใหญ่เกิดขึ้นในมหาวิทยาลัยและสถาบันทางวิทยาศาสตร์ทั่วโลก อย่างไรก็ตาม การเสนอความคิดริเริ่มใหม่ๆ เช่น US ความคิดริเริ่มของสมอง และสหภาพยุโรป โครงการสมองมนุษย์—ขณะนี้กำลังดำเนินการเพื่อรวมศูนย์การวิจัยสมอง พร้อมกับงบประมาณการวิจัยที่มากขึ้น และแนวทางการวิจัยที่มุ่งเน้นมากขึ้น

ความคิดริเริ่มเหล่านี้ร่วมกันหวังว่าจะทำให้เกิดความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในด้านประสาทวิทยาของ Connectomics ซึ่งเป็นการศึกษาของ คอนเนกโตมส์: แผนที่ที่ครอบคลุมของการเชื่อมต่อภายในระบบประสาทของสิ่งมีชีวิต (โดยพื้นฐานแล้ว นักวิทยาศาสตร์ต้องการทำความเข้าใจว่าแต่ละเซลล์ประสาทและไซแนปส์ในสมองของคุณทำอะไรจริงๆ) ด้วยเหตุนี้ โครงการที่ได้รับความสนใจมากที่สุด ได้แก่:

optogenetics. นี่หมายถึงเทคนิคทางประสาทวิทยา (ที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อ) ที่ใช้แสงเพื่อควบคุมเซลล์ประสาท ในภาษาอังกฤษ นี่หมายถึงการใช้เครื่องมือแก้ไขพันธุกรรมล่าสุดที่อธิบายไว้ในบทก่อนหน้าของซีรีส์นี้เพื่อปรับแต่งเซลล์ประสาทในสมองของสัตว์ทดลอง ดังนั้นพวกมันจึงไวต่อแสง ทำให้ง่ายต่อการตรวจสอบเซลล์ประสาทที่ยิงขึ้นในสมองเมื่อใดก็ตามที่สัตว์เหล่านี้เคลื่อนไหวหรือคิด เมื่อนำไปใช้กับมนุษย์ เทคโนโลยีนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจได้อย่างแม่นยำมากขึ้นว่าส่วนใดของสมองควบคุมความคิด อารมณ์ และร่างกายของคุณ

บาร์โค้ดสมอง. อีกเทคนิคหนึ่ง FISEQ บาร์โค้ดฉีดสมองด้วยไวรัสที่ออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งออกแบบมาเพื่อพิมพ์บาร์โค้ดที่ไม่ซ้ำกันในเซลล์ประสาทที่ติดเชื้อ สิ่งนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุความเชื่อมโยงและกิจกรรมต่างๆ จนถึงไซแนปส์ของแต่ละบุคคล ซึ่งอาจมีประสิทธิภาพเหนือกว่าออพโตเจเนติกส์

ภาพสมองทั้งหมด. แทนที่จะระบุหน้าที่ของเซลล์ประสาทและไซแนปส์แยกกัน วิธีอื่นคือการบันทึกทั้งหมดพร้อมกัน และที่น่าแปลกใจก็คือ เรามีเครื่องมือสร้างภาพอยู่แล้ว (เวอร์ชันแรกๆ) ที่จะทำอย่างนั้น ข้อเสียคือการถ่ายภาพสมองแต่ละส่วนจะสร้างข้อมูลได้มากถึง 200 เทราไบต์ (ประมาณที่ Facebook สร้างในหนึ่งวัน) และมันจะเป็นเพียงจนกระทั่ง คอมพิวเตอร์ควอนตัม เข้าสู่ตลาดในช่วงกลางปี ​​2020 ซึ่งเราจะสามารถประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่จำนวนเต็มได้อย่างง่ายดาย

ลำดับยีนและการแก้ไข. อธิบายไว้ใน บทที่สามและในบริบทนี้ นำไปใช้กับสมอง

โดยรวมแล้ว ความท้าทายในการกำหนดคอนเนกโตมกำลังถูกนำมาเปรียบเทียบกับการทำแผนที่จีโนมมนุษย์ ซึ่งประสบความสำเร็จในปี 2001 ในขณะที่ความท้าทายมากกว่านั้น ผลตอบแทนในท้ายที่สุดของคอนเนกโทม (ภายในต้นทศวรรษ 2030) จะปูทางไปสู่ทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่ของ สมองที่จะรวมสาขาประสาทวิทยา

ระดับความเข้าใจในอนาคตนี้สามารถนำไปสู่การใช้งานที่หลากหลาย เช่น แขนขาเทียมที่ควบคุมโดยจิตใจอย่างสมบูรณ์ ความก้าวหน้าในอินเทอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCI) การสื่อสารระหว่างสมองกับสมอง (สวัสดี กระแสจิตแบบอิเล็กทรอนิกส์) ความรู้และทักษะที่อัพโหลดขึ้นสู่สมอง, การอัพโหลดความคิดของคุณเข้าสู่เว็บเหมือนเมทริกซ์ - ผลงาน! แต่สำหรับบทนี้ เราจะเน้นว่าทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่นี้จะนำไปใช้ในการรักษาสมองและจิตใจได้อย่างไร

การรักษาโรคจิตเภทที่เด็ดขาด

โดยทั่วไป ความผิดปกติทางจิตทั้งหมดเกิดจากความบกพร่องของยีน การบาดเจ็บทางร่างกาย และการบาดเจ็บทางอารมณ์ ในอนาคต คุณจะได้รับการรักษาเฉพาะสำหรับสภาพสมองเหล่านี้โดยอาศัยการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีและเทคนิคการบำบัดที่จะวินิจฉัยคุณได้อย่างสมบูรณ์

สำหรับความผิดปกติทางจิตที่เกิดจากความบกพร่องทางพันธุกรรมเป็นหลัก รวมถึงความเจ็บป่วย เช่น โรคพาร์กินสัน สมาธิสั้น โรคไบโพลาร์ และโรคจิตเภท สิ่งเหล่านี้ไม่เพียงแต่จะได้รับการวินิจฉัยก่อนหน้านี้ในชีวิตในอนาคต การทดสอบ/การจัดลำดับทางพันธุกรรมของตลาดมวลชน แต่เราจะเป็น สามารถแก้ไขยีนที่มีปัญหาเหล่านี้ (และความผิดปกติที่เกี่ยวข้อง) โดยใช้ขั้นตอนการบำบัดด้วยยีนที่ปรับแต่งได้

สำหรับความผิดปกติทางจิตที่เกิดจากการบาดเจ็บทางร่างกาย—รวมถึงการถูกกระทบกระแทกและการบาดเจ็บที่สมอง (TBI) จากอุบัติเหตุในสถานที่ทำงานหรือการต่อสู้ในเขตสงคราม—เงื่อนไขเหล่านี้จะได้รับการรักษาผ่านการผสมผสานของการบำบัดด้วยสเต็มเซลล์เพื่อฟื้นฟูพื้นที่ที่ได้รับบาดเจ็บของสมอง (อธิบายไว้ใน บทสุดท้าย) รวมทั้งการปลูกถ่ายสมองเฉพาะทาง (neuroprosthetics)

โดยเฉพาะอย่างยิ่งอย่างหลังนั้นกำลังได้รับการทดสอบอย่างแข็งขันสำหรับการใช้งานในตลาดมวลชนภายในปี 2020 โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าการกระตุ้นสมองส่วนลึก (DBS) ศัลยแพทย์จะฝังอิเล็กโทรดขนาดบาง 1 มม. ลงในบริเวณเฉพาะของสมอง เช่นเดียวกับเครื่องกระตุ้นหัวใจ การปลูกถ่ายเหล่านี้กระตุ้นสมองด้วยกระแสไฟฟ้าที่ไม่รุนแรงและสม่ำเสมอเพื่อขัดขวางการป้อนกลับเชิงลบที่ทำให้เกิดความผิดปกติทางจิต ได้แล้ว พบว่าประสบความสำเร็จ ในการรักษาผู้ป่วยโรค OCD รุนแรง นอนไม่หลับ และซึมเศร้า  

แต่เมื่อพูดถึงความผิดปกติทางจิตที่ทำให้เป็นอัมพาตที่เกิดจากบาดแผลทางอารมณ์—รวมถึงโรคเครียดหลังเหตุการณ์สะเทือนใจ (PTSD), ช่วงเวลาสุดเศร้าหรือความรู้สึกผิด, การเผชิญกับความเครียดและการล่วงละเมิดทางจิตใจเป็นเวลานานจากสภาพแวดล้อมของคุณ เป็นต้น—เงื่อนไขเหล่านี้เป็นปริศนาที่ยากกว่า เพื่อรักษา.

ภัยพิบัติแห่งความทรงจำที่ลำบาก

เช่นเดียวกับที่ไม่มีทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่ของสมอง วิทยาศาสตร์ก็ไม่มีความเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าเราสร้างความทรงจำอย่างไร สิ่งที่เรารู้คือความทรงจำแบ่งออกเป็นสามประเภททั่วไป:

หน่วยความจำทางประสาทสัมผัส: “ฉันจำได้ว่าเห็นรถคันนั้นผ่านเมื่อสี่วินาทีที่แล้ว ได้กลิ่นฮอทดอกนั่นเมื่อสามวินาทีที่แล้ว ได้ยินเพลงร็อคคลาสสิคขณะเดินผ่านร้านแผ่นเสียง”

หน่วยความจำระยะสั้น: “ประมาณสิบนาทีที่แล้ว ผู้สนับสนุนการหาเสียงมาเคาะประตูบ้านฉันและคุยกับฉันว่าทำไมฉันถึงควรโหวตให้ทรัมป์เป็นประธานาธิบดี”

หน่วยความจำระยะยาว: “เจ็ดปีที่แล้ว ฉันไปเที่ยวยูโรกับเพื่อนสองคน มีอยู่ครั้งหนึ่ง ฉันจำได้ว่าเคยไปกินเห็ดในอัมสเตอร์ดัม แล้วก็ไปจบลงที่ปารีสในวันรุ่งขึ้น ช่วงเวลาที่ดีที่สุด”

จากหน่วยความจำทั้งสามประเภทนี้ ความทรงจำระยะยาวนั้นซับซ้อนที่สุด พวกเขามีคลาสย่อยเช่น หน่วยความจำโดยปริยาย และ หน่วยความจำที่ชัดเจนซึ่งสามารถแยกย่อยได้อีกโดย หน่วยความจำความหมาย, หน่วยความจำฉากและที่สำคัญที่สุดคือ ความทรงจำทางอารมณ์. ความซับซ้อนนี้เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดความเสียหายได้มากมาย

การไม่สามารถบันทึกและประมวลผลความทรงจำระยะยาวได้อย่างถูกต้องเป็นสาเหตุหลักที่อยู่เบื้องหลังความผิดปกติทางจิตหลายอย่าง นอกจากนี้ยังเป็นเหตุผลว่าทำไมอนาคตของการรักษาความผิดปกติทางจิตจึงเกี่ยวข้องกับการฟื้นฟูความทรงจำระยะยาวหรือการช่วยเหลือผู้ป่วยในการจัดการหรือลบความทรงจำระยะยาวที่เป็นปัญหาออกไปโดยสิ้นเชิง

ฟื้นความทรงจำ เยียวยาจิตใจ

จนถึงขณะนี้ มีการรักษาที่มีประสิทธิภาพเพียงเล็กน้อยสำหรับผู้ที่ป่วยเป็นโรค TBI หรือความผิดปกติทางพันธุกรรม เช่น โรคพาร์กินสัน ซึ่งต้องใช้ในการฟื้นฟูความทรงจำระยะยาวที่สูญหาย (หรือหยุดการสูญเสียอย่างต่อเนื่อง) ในสหรัฐอเมริกาประเทศเดียว 1.7 ล้านคนป่วยเป็นโรค TBI ในแต่ละปี โดย 270,000 คนเป็นทหารผ่านศึก

เซลล์ต้นกำเนิดและการบำบัดด้วยยีนยังคงอยู่ห่างออกไปอย่างน้อยหนึ่งทศวรรษ (~ 2025) จากการรักษาอาการบาดเจ็บ TBI และการรักษาโรคพาร์กินสัน ก่อนหน้านั้น การปลูกถ่ายสมองคล้ายกับที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ดูเหมือนจะสามารถจัดการกับสภาวะเหล่านี้ได้ในปัจจุบัน ใช้รักษาโรคลมบ้าหมู พาร์กินสัน และ อัลไซเม ผู้ป่วยและการพัฒนาต่อไปของเทคโนโลยีนี้ (โดยเฉพาะผู้ที่ ได้รับทุนจาก DARPA) สามารถฟื้นฟูความสามารถของผู้ป่วย TBI ในการสร้างใหม่และฟื้นฟูความทรงจำระยะยาวเก่าภายในปี 2020

ลบความทรงจำ รักษาใจ

บางทีคุณอาจถูกคนที่คุณรักนอกใจ หรือบางทีคุณอาจลืมบทพูดในที่สาธารณะ ความทรงจำเชิงลบมีนิสัยที่น่ารังเกียจในการอ้อยอิ่งอยู่ในใจของคุณ ความทรงจำดังกล่าวสามารถสอนให้คุณตัดสินใจได้ดีขึ้น หรืออาจทำให้คุณระมัดระวังในการดำเนินการบางอย่างมากขึ้น

แต่เมื่อผู้คนประสบกับความทรงจำที่บอบช้ำมากขึ้น เช่น การค้นหาศพของผู้เป็นที่รักหรือการเอาชีวิตรอดจากเขตสงคราม ความทรงจำเหล่านี้อาจกลายเป็นเรื่องเลวร้าย ซึ่งอาจนำไปสู่ความหวาดกลัวอย่างถาวร การใช้สารเสพติด และการเปลี่ยนแปลงทางบุคลิกภาพในทางลบ เช่น ความก้าวร้าวที่เพิ่มขึ้น ภาวะซึมเศร้า เป็นต้น เช่น PTSD มักเรียกกันว่าโรคความจำ เหตุการณ์ที่กระทบกระเทือนจิตใจและอารมณ์ด้านลบที่เกิดขึ้นตลอดเวลา ยังคงติดอยู่กับปัจจุบัน เนื่องจากผู้ป่วยไม่สามารถลืมและลดความรุนแรงลงได้เมื่อเวลาผ่านไป

นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมเมื่อการบำบัดด้วยการสนทนาแบบดั้งเดิม ยา และแม้กระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ การบำบัดด้วยความเป็นจริงเสมือนความล้มเหลวในการช่วยให้ผู้ป่วยเอาชนะความผิดปกติจากความทรงจำ นักบำบัดในอนาคตและแพทย์อาจกำหนดให้ลบความทรงจำที่กระทบกระเทือนจิตใจออกไปโดยสิ้นเชิง

ใช่ ฉันรู้ ฟังดูเหมือนเครื่องวางแผน Sci-Fi จากภาพยนตร์ แสงแดดทำลายจิตใจไม่มีที่ติแต่การวิจัยการลบหน่วยความจำมีการเคลื่อนไหวเร็วกว่าที่คุณคิด

เทคนิคชั้นนำนี้ใช้ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับการจดจำความทรงจำของตัวเอง คุณเห็นไหม ไม่เหมือนที่ภูมิปัญญาทั่วไปอาจบอกคุณ ความทรงจำไม่เคยตั้งอยู่บนหิน การกระทำของการจำหน่วยความจำจะเปลี่ยนหน่วยความจำเอง ตัวอย่างเช่น ความทรงจำอันแสนสุขของผู้เป็นที่รักอาจกลายเป็นความทรงจำที่ขมขื่นและเจ็บปวดอย่างถาวรหากจำได้ในระหว่างงานศพ

ในระดับวิทยาศาสตร์ สมองของคุณจะบันทึกความทรงจำระยะยาวเป็นกลุ่มของเซลล์ประสาท ไซแนปส์ และสารเคมี เมื่อคุณกระตุ้นให้สมองจดจำความทรงจำ สมองจะต้องปฏิรูปคอลเลกชันนี้ในลักษณะเฉพาะเพื่อให้คุณจำหน่วยความจำดังกล่าวได้ แต่มันเป็นช่วงนั้น reconsolidation ระยะที่หน่วยความจำของคุณเสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงหรือลบมากที่สุด และนั่นคือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีการทำ

โดยสรุป การทดลองเบื้องต้นของกระบวนการนี้มีลักษณะดังนี้:

• คุณไปที่คลินิกการแพทย์เพื่อนัดหมายกับนักบำบัดโรคเฉพาะทางและช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการ

• นักบำบัดโรคจะถามคำถามหลายชุดกับคุณเพื่อแยกสาเหตุที่แท้จริง (ความทรงจำ) ของความหวาดกลัวหรือพล็อตของคุณ

• นักบำบัดจะคอยให้คุณคิดและพูดถึงความทรงจำนั้นเพื่อให้จิตใจของคุณจดจ่ออยู่กับความทรงจำและอารมณ์ที่เกี่ยวข้อง

• ในระหว่างความทรงจำที่ยืดเยื้อนี้ ช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการจะให้คุณกลืนเม็ดยาหรือฉีดคุณด้วยยายับยั้งความจำ

• ขณะที่ความทรงจำยังคงดำเนินต่อไปและยาเริ่มออกฤทธิ์ อารมณ์ที่เกี่ยวข้องกับความทรงจำเริ่มลดลงและจางลง ควบคู่ไปกับรายละเอียดที่เลือกของหน่วยความจำ (ขึ้นอยู่กับยาที่ใช้ หน่วยความจำอาจไม่หายไปทั้งหมด)

• คุณอยู่ภายในห้องจนกว่ายาจะหมดฤทธิ์ นั่นคือ เมื่อความสามารถตามธรรมชาติของคุณในการสร้างความทรงจำระยะสั้นและระยะยาวตามปกติจะคงที่

เราคือที่สะสมความทรงจำ

แม้ว่าร่างกายของเราอาจเป็นกลุ่มเซลล์ขนาดมหึมา แต่จิตใจของเรากลับเป็นกลุ่มความทรงจำขนาดมหึมา ความทรงจำของเราก่อตัวเป็นโครงข่ายพื้นฐานของบุคลิกภาพและโลกทัศน์ของเรา การลบความทรงจำเพียงเรื่องเดียว—โดยตั้งใจหรือแย่กว่านั้น, โดยไม่ได้ตั้งใจ—จะส่งผลที่คาดเดาไม่ได้ต่อจิตใจของเราและวิธีที่เราทำงานในชีวิตประจำวันของเรา

(พอมาคิดดูแล้ว คำเตือนนี้ฟังดูคล้ายกับเอฟเฟคผีเสื้อที่กล่าวถึงในภาพยนตร์ท่องเที่ยวแทบทุกครั้งในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา น่าสนใจ)

ด้วยเหตุผลนี้ แม้ว่าการย่อและลบความทรงจำดูเหมือนจะเป็นวิธีบำบัดที่น่าตื่นเต้นที่จะช่วยให้ผู้ป่วย PTSD หรือเหยื่อการข่มขืนเอาชนะความบอบช้ำทางอารมณ์ในอดีตของพวกเขาได้ สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าการรักษาดังกล่าวจะไม่ได้รับการเสนออย่างไม่ใส่ใจ

ด้วยแนวโน้มและเครื่องมือที่กล่าวไว้ข้างต้น การสิ้นสุดของความเจ็บป่วยทางจิตอย่างถาวรและหมดอำนาจจะได้เห็นในช่วงชีวิตของเรา ระหว่างสิ่งนี้กับยาใหม่ที่โด่งดัง ยาที่แม่นยำ และการสิ้นสุดของการบาดเจ็บทางร่างกายอย่างถาวรที่อธิบายไว้ในบทก่อนหน้า คุณคงคิดว่าซีรี่ส์เรื่องสุขภาพในอนาคตของเราครอบคลุมทั้งหมด … ไม่ค่อยดีนัก ต่อไป เราจะหารือกันว่าโรงพยาบาลในวันพรุ่งนี้จะเป็นอย่างไร เช่นเดียวกับสถานะในอนาคตของระบบการรักษาพยาบาล

ซีรีส์สุขภาพแห่งอนาคต

การดูแลสุขภาพใกล้การปฏิวัติ: อนาคตของสุขภาพ P1

โรคระบาดในวันพรุ่งนี้และยาวิเศษที่ออกแบบมาเพื่อต่อสู้กับมัน: อนาคตของสุขภาพ P2

Precision Healthcare เจาะลึกจีโนมของคุณ: อนาคตของสุขภาพ P3

การสิ้นสุดของการบาดเจ็บทางร่างกายและความทุพพลภาพถาวร: อนาคตของสุขภาพ P4

สัมผัสระบบการดูแลสุขภาพในวันพรุ่งนี้: อนาคตของสุขภาพ P6

ความรับผิดชอบต่อสุขภาพตามปริมาณของคุณ: อนาคตของสุขภาพ P7