Quantumrun

CREDIT NG LARAWAN: Quantumrun

Pag-unawa sa utak para mabura ang sakit sa isip: Hinaharap ng Kalusugan P5

David Tal, Publisher, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Martes, 09/15/2020 - 05:34

100 bilyong neuron. 100 trilyong synapses. 400 milya ng mga daluyan ng dugo. Binibigo ng ating utak ang agham sa kanilang pagiging kumplikado. Sa katunayan, nananatili sila 30 beses mas malakas kaysa sa aming pinakamabilis supercomputer.

Ngunit sa pag-unlock ng kanilang misteryo, nagbubukas tayo ng mundong walang permanenteng pinsala sa utak at mga sakit sa pag-iisip. Higit pa riyan, mapapalaki natin ang ating katalinuhan, mabubura ang mga masasakit na alaala, makokonekta ang ating isipan sa mga computer, at maiugnay pa ang ating isipan sa isipan ng iba.

Alam ko, parang baliw ang lahat, ngunit habang patuloy kang nagbabasa, mauunawaan mo kung gaano tayo kalapit sa mga tagumpay na madaling makapagpabago sa kahulugan ng pagiging tao.

Sa wakas naiintindihan ang utak

Ang karaniwang utak ay isang siksik na koleksyon ng mga neuron (mga cell na naglalaman ng data) at synapses (mga landas na nagpapahintulot sa mga neuron na makipag-usap). Ngunit eksakto kung paano nakikipag-usap ang mga neuron at synapses na iyon at kung paano nakakaapekto ang iba't ibang bahagi ng utak sa iba't ibang bahagi ng iyong katawan, na nananatiling misteryo. Wala pa kaming sapat na mga tool upang lubos na maunawaan ang organ na ito. Ang mas masahol pa, ang mga neuroscientist sa mundo ay wala man lang napagkasunduan sa pinag-isang teorya kung paano gumagana ang utak.

Ang kalagayang ito ay higit sa lahat dahil sa desentralisadong katangian ng neuroscience, dahil ang karamihan sa pagsasaliksik sa utak ay nagaganap sa mga unibersidad at siyentipikong institusyon sa buong mundo. Gayunpaman, nangangako ng mga bagong hakbangin—tulad ng US Inisyatiba ng UTAK at EU Human Brain Project—ay isinasagawa na ngayon upang isentro ang pananaliksik sa utak, kasama ang mas malaking badyet sa pananaliksik at mas nakatutok na mga direktiba sa pananaliksik.

Magkasama, ang mga hakbangin na ito ay umaasa na makagawa ng malalaking tagumpay sa larangan ng neuroscience ng Connectomics—ang pag-aaral ng mga koneksyon: komprehensibong mapa ng mga koneksyon sa loob ng nervous system ng isang organismo. (Sa pangkalahatan, gustong maunawaan ng mga siyentipiko kung ano talaga ang ginagawa ng bawat neuron at synapse sa loob ng iyong utak.) Sa layuning ito, ang mga proyektong nakakakuha ng higit na atensyon ay kinabibilangan ng:

Optogenetics. Ito ay tumutukoy sa isang neuroscience technique (na may kaugnayan sa connectomics) na gumagamit ng liwanag upang kontrolin ang mga neuron. Sa English, nangangahulugan ito ng paggamit ng pinakabagong mga tool sa pag-edit ng genetic na inilarawan sa mga naunang kabanata ng seryeng ito upang genetically engineer ang mga neuron sa loob ng utak ng mga hayop sa lab, kaya nagiging sensitibo sila sa liwanag. Ginagawa nitong mas madaling subaybayan kung aling mga neuron ang sumiklab sa loob ng utak sa tuwing gumagalaw o nag-iisip ang mga hayop na ito. Kapag inilapat sa mga tao, ang teknolohiyang ito ay magbibigay-daan sa mga siyentipiko na mas tumpak na maunawaan kung anong mga bahagi ng utak ang kumokontrol sa iyong mga iniisip, emosyon, at katawan.

Barcoding ang utak. Isa pang teknik, FISSEQ barcoding, nag-iinject sa utak ng isang espesyal na engineered na virus na idinisenyo upang hindi nakakapinsalang mag-imprint ng mga natatanging barcode sa mga nahawaang neuron. Magbibigay-daan ito sa mga siyentipiko na tukuyin ang mga koneksyon at aktibidad hanggang sa indibidwal na synaps, na posibleng higit na mahusay sa optogenetics.

Buong brain imaging. Sa halip na tukuyin ang pag-andar ng mga neuron at synapses nang paisa-isa, ang isang alternatibong diskarte ay upang itala ang lahat ng ito nang sabay-sabay. At nakakapagtaka, mayroon na kaming mga tool sa imaging (mga naunang bersyon pa rin) para gawin iyon. Ang downside ay ang pag-imaging ng isang indibidwal na utak ay bumubuo ng hanggang 200 terabytes ng data (halos kung ano ang nabubuo ng Facebook sa isang araw). At ito ay hanggang lamang kabuuan ng mga computer pumasok sa marketplace, bandang kalagitnaan ng 2020s, na magagawa naming ganap na maproseso ang dami ng malaking data na iyon nang madali.

Gene sequencing at pag-edit. Inilarawan sa ikatlong kabanata, at sa kontekstong ito, inilapat sa utak.

Sa pangkalahatan, ang hamon ng pagma-map sa connectome ay inihahambing sa pagma-map sa genome ng tao, na nakamit noong 2001. Bagama't mas mahirap, ang kabayaran sa huli ng connectome (sa unang bahagi ng 2030s) ay magbibigay daan sa isang engrandeng teorya ng utak na magbubuklod sa larangan ng neuroscience.

Ang antas ng pang-unawa sa hinaharap na ito ay maaaring humantong sa iba't ibang mga aplikasyon, tulad ng perpektong kontrolado ng isip na prosthetic limbs, pagsulong sa Brain-Computer Interface (BCI), brain-to-brain communication (hello, electronic telepathy), pag-upload ng kaalaman at kasanayan sa utak, Ang mala-Matrix na pag-upload ng iyong isip sa web—ang mga gawa! Ngunit para sa kabanatang ito, tumuon tayo sa kung paano mailalapat ang dakilang teoryang ito sa pagpapagaling ng utak at isipan.

Ang mapagpasyang paggamot para sa sakit sa isip

Sa pangkalahatan, ang lahat ng sakit sa pag-iisip ay nagmumula sa isa o kumbinasyon ng mga depekto sa gene, pisikal na pinsala, at emosyonal na trauma. Sa hinaharap, makakatanggap ka ng customized na paggamot para sa mga kondisyon ng utak na ito batay sa kumbinasyon ng teknolohiya at mga diskarte sa therapy na perpektong mag-diagnose sa iyo.

Para sa mga sakit sa pag-iisip na dulot ng mga genetic na depekto—kabilang ang mga sakit tulad ng Parkinson's disease, ADHD, bipolar disorder, at schizophrenia—hindi lamang ito ma-diagnose nang mas maaga sa buhay hanggang sa hinaharap, mass market genetic testing/sequencing, ngunit tayo ay magiging magagawang i-edit ang mga nakakabagabag na gene na ito (at ang kanilang mga kaukulang karamdaman) gamit ang mga naka-customize na pamamaraan ng gene therapy.

Para sa mga sakit sa pag-iisip na dulot ng mga pisikal na pinsala—kabilang ang mga concussion at traumatic brain injuries (TBI) mula sa mga aksidente sa lugar ng trabaho o labanan sa mga lugar ng digmaan—ang mga kundisyong ito ay gagamutin sa kalaunan sa pamamagitan ng kumbinasyon ng stem cell therapy upang palakihin muli ang mga nasugatang bahagi ng utak (inilalarawan sa huling kabanata), pati na rin ang mga dalubhasang implant sa utak (neuroprosthetics).

Ang huli, sa partikular, ay aktibong sinusubok para sa paggamit ng mass market sa 2020. Gamit ang isang pamamaraan na tinatawag na deep brain stimulation (DBS), ang mga surgeon ay nagtatanim ng 1-millimeter thin electrode sa isang partikular na bahagi ng utak. Katulad ng isang pacemaker, pinasisigla ng mga implant na ito ang utak na may banayad at tuluy-tuloy na daloy ng kuryente upang matakpan ang mga negatibong feedback loop na nagdudulot ng mga nakakagambalang sakit sa pag-iisip. Nagawa na nila natagpuang matagumpay sa paggamot sa mga pasyenteng may malubhang OCD, hindi pagkakatulog, at depresyon.

Ngunit pagdating sa mga nakakaparalisadong sakit sa pag-iisip na dulot ng emosyonal na trauma—kabilang ang post-traumatic stress disorder (PTSD), matinding kalungkutan o pagkakasala, matagal na pagkakalantad sa stress at mental na pang-aabuso mula sa iyong kapaligiran, atbp—ang mga kundisyong ito ay isang mas nakakalito na palaisipan para gumaling.

Ang salot ng mga masalimuot na alaala

Tulad ng walang engrandeng teorya ng utak, ang agham ay wala ring kumpletong pag-unawa sa kung paano tayo bumubuo ng mga alaala. Ang alam natin ay ang mga alaala ay inuri sa tatlong pangkalahatang uri:

Pandama na memorya: “Natatandaan kong nakita ko ang kotseng iyon na dumaan apat na segundo ang nakalipas; inaamoy ang hot dog stand tatlong segundo na ang nakakaraan; nakakarinig ng classic rock song habang dumadaan sa record store.”

Short-term memory: "Mga sampung minuto ang nakalipas, isang tagasuporta ng kampanya ang kumatok sa aking pintuan at nakipag-usap sa akin kung bakit ko dapat iboto si Trump bilang pangulo."

Pangmatagalang alaala: “Seven years ago, nag-Euro trip ako kasama ang dalawang kaibigan. Isang beses, naaalala ko ang pagkuha ng high sa mga shroom sa Amsterdam at pagkatapos ay sa paanuman napupunta sa Paris sa susunod na araw. Pinakamahusay na oras kailanman.”

Sa tatlong uri ng memorya na ito, ang mga pangmatagalang alaala ang pinakamasalimuot; naglalaman sila ng mga subclass tulad ng implicit memory at tahasang memorya, na ang huli ay maaaring higit pang masira ng semantiko memorya, episodikong memorya, at higit sa lahat, emosyonal na alaala. Ang pagiging kumplikado na ito ang dahilan kung bakit maaari silang magdulot ng napakaraming pinsala.

Ang kawalan ng kakayahan na maayos na magtala at magproseso ng mga pangmatagalang alaala ay ang pangunahing dahilan sa likod ng maraming sikolohikal na karamdaman. Ito rin ang dahilan kung bakit ang hinaharap ng pagpapagaling ng mga sikolohikal na karamdaman ay kasangkot sa pagpapanumbalik ng mga pangmatagalang alaala o pagtulong sa mga pasyente na pamahalaan o ganap na burahin ang mga nakakagambalang pangmatagalang alaala.

Pagpapanumbalik ng mga alaala para gumaling ang isipan

Hanggang ngayon, kakaunti lang ang mabisang paggamot para sa mga nagdurusa ng TBI o mga genetic disorder tulad ng Parkinson's disease, kung saan pagdating sa pagpapanumbalik ng nawala (o pagpapahinto sa patuloy na pagkawala ng) pangmatagalang alaala. Sa US lamang, 1.7 milyon ang nagdurusa sa TBI bawat taon, 270,000 sa kanila ay mga beterano ng militar.

Ang stem cell at gene therapy ay hindi bababa sa isang dekada pa ang layo (~2025) mula sa potensyal na pagpapagaling ng mga pinsala sa TBI at pagpapagaling sa Parkinson's. Hanggang noon, lumilitaw ang mga implant ng utak na katulad ng mga inilarawan kanina upang matugunan ang mga kundisyong ito ngayon. Ginagamit na ang mga ito sa paggamot sa epilepsy, Parkinson's, at Alzheimer mga pasyente, at karagdagang pag-unlad ng teknolohiyang ito (lalo na ang mga pinondohan ng DARPA) ay maaaring ibalik ang kakayahan ng mga nagdurusa ng TBI na lumikha ng bago at ibalik ang mga lumang pangmatagalang alaala sa 2020.

Binura ang mga alaala para gumaling ang isipan

Marahil ay niloko ka ng isang taong mahal mo, o baka nakalimutan mo ang iyong mga linya sa isang pangunahing kaganapan sa pagsasalita sa publiko; Ang mga negatibong alaala ay may masamang ugali na nananatili sa iyong isipan. Ang ganitong mga alaala ay maaaring magturo sa iyo na gumawa ng mas mahusay na mga desisyon, o maaari silang maging mas maingat sa paggawa ng ilang mga aksyon.

Ngunit kapag ang mga tao ay nakakaranas ng higit pang mga traumatikong alaala, tulad ng paghahanap sa pinatay na katawan ng isang mahal sa buhay o pagligtas sa isang lugar ng digmaan, ang mga alaalang ito ay maaaring maging nakakalason—maaaring humantong sa mga permanenteng phobia, pag-abuso sa sangkap, at mga negatibong pagbabago sa personalidad, tulad ng pagtaas ng pagsalakay, depresyon. , atbp. PTSD, halimbawa, ay madalas na tinutukoy bilang ang sakit ng memorya; Ang mga traumatikong insidente at ang mga negatibong emosyon na nararamdaman sa kabuuan, ay nananatiling nananatili sa kasalukuyan dahil ang mga nagdurusa ay hindi makakalimutan at mabawasan ang kanilang intensity sa paglipas ng panahon.

Kaya naman kapag ang mga tradisyunal na therapy na nakabatay sa pakikipag-usap, mga gamot, at kahit kamakailan virtual reality-based na mga therapies, nabigo na tulungan ang pasyente na malampasan ang kanilang memory-based disorder, maaaring magreseta ang mga therapist at doktor sa hinaharap na alisin ang traumatikong memorya nang buo.

Oo, alam ko, ito ay parang Sci-Fi plot device mula sa pelikula, Eternal Sunshine ng walang bahid isip, ngunit ang pananaliksik sa pagbubura ng memorya ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa iyong iniisip.

Ang nangungunang pamamaraan ay gumagawa ng isang bagong pag-unawa sa kung paano naaalala ang mga alaala. Nakikita mo, hindi katulad ng maaaring sabihin sa iyo ng karaniwang karunungan, ang isang alaala ay hindi kailanman nakalagay sa bato. Sa halip, ang pagkilos ng pag-alala sa isang memorya ay nagbabago sa memorya mismo. Halimbawa, ang isang masayang alaala ng isang mahal sa buhay ay maaaring permanenteng maging isang mapait, kahit masakit, alaala kung maaalala sa panahon ng kanilang libing.

Sa isang siyentipikong antas, ang iyong utak ay nagtatala ng mga pangmatagalang alaala bilang isang koleksyon ng mga neuron, synapses, at mga kemikal. Kapag sinenyasan mo ang iyong utak na alalahanin ang isang memorya, kailangan nitong baguhin ang koleksyong ito sa isang partikular na paraan para matandaan mo ang nasabing memorya. Ngunit sa panahon na iyon muling pagsasama yugto kung kailan ang iyong memorya ay pinaka-mahina na mabago o mabura. At iyon mismo ang natuklasan ng mga siyentipiko kung paano gawin.

Sa madaling sabi, ang mga paunang pagsubok ng prosesong ito ay medyo katulad nito:

Bumisita ka sa isang medikal na klinika para sa isang appointment sa isang dalubhasang therapist at lab technician;
Pagkatapos ay tatanungin ka ng therapist ng isang serye ng mga tanong upang ihiwalay ang ugat (memorya) ng iyong phobia o PTSD;
Kapag nakahiwalay na, pananatilihin ka ng therapist sa pag-iisip at pakikipag-usap tungkol sa memorya na iyon upang panatilihing aktibong nakatuon ang iyong isip sa memorya at sa mga nauugnay na emosyon;
Sa matagal na pag-alala na ito, ipapalunok ka ng lab technician ng tableta o iturok ka ng gamot na pumipigil sa memorya;
Habang nagpapatuloy ang pag-alaala at nagsisimula ang gamot, ang mga emosyong nauugnay sa memorya ay nagsisimulang humina at kumukupas, kasama ang mga piling detalye ng memorya (depende sa gamot na ginamit, ang memorya ay maaaring hindi ganap na mawala);
Manatili ka sa loob ng silid hanggang sa tuluyang maubos ang gamot, ibig sabihin, kapag ang iyong likas na kakayahang bumuo ng normal na mga alaala na panandalian at pangmatagalan ay tumatag.

Kami ay isang koleksyon ng mga alaala

Habang ang ating mga katawan ay maaaring isang higanteng koleksyon ng mga selula, ang ating isip ay isang higanteng koleksyon ng mga alaala. Ang ating mga alaala ang bumubuo sa pinagbabatayan ng ating mga personalidad at pananaw sa mundo. Ang pag-alis ng isang memorya—sinasadya o, mas masahol pa, hindi sinasadya—ay magkakaroon ng hindi inaasahang epekto sa ating pag-iisip at kung paano tayo gumagana sa ating pang-araw-araw na buhay.

(Ngayong iniisip ko ito, ang babalang ito ay halos kapareho ng butterfly effect na binanggit sa halos lahat ng pelikula sa paglalakbay sa nakalipas na tatlong dekada. Kawili-wili.)

Para sa kadahilanang ito, habang ang pag-minimize at pag-aalis ng memorya ay parang isang kapana-panabik na diskarte sa therapy upang matulungan ang mga nagdurusa sa PTSD o mga biktima ng panggagahasa na mapagtagumpayan ang emosyonal na trauma ng kanilang nakaraan, mahalagang tandaan na ang gayong mga paggamot ay hindi kailanman iaalok nang basta-basta.

Nariyan ka na, kasama ang mga uso at mga tool na nakabalangkas sa itaas, ang katapusan ng permanenteng at nakapipinsalang sakit sa isip ay makikita sa ating mga buhay. Sa pagitan nito at ng mga blockbuster na bagong gamot, precision na gamot, at ang pagtatapos ng permanenteng pisikal na pinsala na inilarawan sa mga naunang kabanata, iisipin mo na ang aming serye ng Hinaharap ng Kalusugan ay sumaklaw sa lahat ng ito ... mabuti, hindi pa. Susunod, tatalakayin natin kung ano ang magiging hitsura ng mga ospital bukas, pati na rin ang kalagayan sa hinaharap ng sistema ng pangangalagang pangkalusugan.