Kuantumrun

GÖRÜNTÜ KREDİSİ: Kuantumrun

Akıl hastalığını silmek için beyni anlamak: Sağlığın Geleceği P5

David Tal, Yayıncı, Fütürist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Salı, 09/15/2020 - 05:34

100 milyar nöron. 100 trilyon sinaps. 400 mil kan damarı. Beyinlerimiz karmaşıklıkları ile bilimi hayal kırıklığına uğratıyor. aslında onlar kalır 30 kez en hızlımızdan daha güçlü Süper bilgisayar.

Ama onların gizemini çözerek, kalıcı beyin hasarı ve zihinsel bozuklukların olmadığı bir dünyanın kapılarını açıyoruz. Dahası, zekamızı artırabileceğiz, acı veren anıları silebileceğiz, zihinlerimizi bilgisayarlara bağlayabileceğiz ve hatta zihinlerimizi başkalarının zihinleriyle bağlayabileceğiz.

Biliyorum, kulağa çılgınca geliyor ama okumaya devam ettikçe, insan olmanın anlamını kolayca değiştirecek buluşlara ne kadar yakın olduğumuzu anlamaya başlayacaksınız.

Sonunda beyni anlamak

Ortalama beyin, yoğun bir nöronlar (veri içeren hücreler) ve sinapslar (nöronların iletişim kurmasına izin veren yollar) topluluğudur. Ancak bu nöronların ve sinapsların tam olarak nasıl iletişim kurduğu ve beynin farklı bölümlerinin vücudunuzun farklı bölümlerini nasıl etkilediği, bu bir sır olarak kalıyor. Henüz bu organı tam olarak anlayacak kadar güçlü araçlarımız bile yok. Daha da kötüsü, dünyanın sinirbilimcileri, beynin nasıl çalıştığına dair birleşik bir teoriye bile sahip değiller.

Bu durum büyük ölçüde sinirbilimin merkezi olmayan doğasından kaynaklanmaktadır, çünkü çoğu beyin araştırması dünyadaki üniversitelerde ve bilimsel enstitülerde gerçekleştirilmektedir. Ancak, ABD gibi umut verici yeni girişimler BEYİN girişimi ve AB İnsan beyni projesi— şimdi daha büyük araştırma bütçeleri ve daha odaklı araştırma direktifleri ile birlikte beyin araştırmalarını merkezileştirme yolunda ilerliyorlar.

Birlikte, bu girişimler Connectomik'in sinirbilim alanında büyük atılımlar yapmayı umuyor. bağlaçlar: bir organizmanın sinir sistemi içindeki kapsamlı bağlantı haritaları. (Temel olarak, bilim adamları beyninizdeki her bir nöronun ve sinapsın gerçekte ne yaptığını anlamak isterler.) Bu amaçla en çok dikkat çeken projeler şunlardır:

optogenetics. Bu, nöronları kontrol etmek için ışık kullanan bir sinirbilim tekniğini (konektomi ile ilgili) ifade eder. İngilizce'de bu, laboratuvar hayvanlarının beyinlerindeki nöronları genetik olarak düzenlemek için bu dizinin önceki bölümlerinde açıklanan en son genetik düzenleme araçlarını kullanmak, böylece ışığa duyarlı hale gelmek anlamına gelir. Bu, bu hayvanlar hareket ettiğinde veya düşündüğünde beynin içinde hangi nöronların ateşlendiğini izlemeyi kolaylaştırır. İnsanlara uygulandığında, bu teknoloji bilim adamlarının beynin hangi bölümlerinin düşüncelerinizi, duygularınızı ve bedeninizi kontrol ettiğini daha kesin olarak anlamalarını sağlayacaktır.

Beyni barkodlamak. Başka bir teknik, FISSEQ barkodlama, beyne, enfekte nöronlara zararsız bir şekilde benzersiz barkodlar basmak için tasarlanmış özel olarak tasarlanmış bir virüs enjekte eder. Bu, bilim insanlarının, potansiyel olarak optogenetikten daha iyi performans gösteren, bireysel sinapsa kadar bağlantıları ve aktiviteleri tanımlamasına izin verecektir.

Tüm beyin görüntüleme. Nöronların ve sinapsların işlevini tek tek belirlemek yerine, hepsini aynı anda kaydetmek alternatif bir yaklaşımdır. Ve şaşırtıcı bir şekilde, bunu yapmak için görüntüleme araçlarına zaten sahibiz (yine de erken sürümler). Dezavantajı, tek bir beynin görüntülenmesinin 200 terabayta kadar veri üretmesidir (kabaca Facebook'un bir günde ürettiği kadar). Ve sadece o kadar olacak kuantum bilgisayarlar 2020'lerin ortalarında, bu miktarda büyük veriyi kolayca işleyebileceğimiz pazara gireceğiz.

Gen dizileme ve düzenleme. Tarif edilmek Üçüncü bölüm, ve bu bağlamda beyne uygulanır.

Genel olarak, konektomun haritasını çıkarmanın zorluğu, 2001'de elde edilen insan genomunun haritalanmasıyla karşılaştırılıyor. Çok daha zor olsa da, konektomun nihai getirisi (2030'ların başlarında) büyük bir teorinin yolunu açacak. sinirbilim alanını birleştirecek beyin.

Bu gelecekteki anlayış seviyesi, mükemmel zihin kontrollü protez uzuvlar, Beyin-Bilgisayar Arayüzü (BCI), beyinden beyine iletişim (merhaba, elektronik telepati) gibi çeşitli uygulamalara yol açabilir. beyne bilgi ve beceri yükleme, Matris benzeri zihninizin web'e yüklenmesi—işler! Ama bu bölüm için, bu büyük teorinin beyni ve zihni iyileştirmek için nasıl uygulanacağına odaklanalım.

Akıl hastalığı için kesin tedavi

Genel olarak konuşursak, tüm zihinsel bozukluklar, gen kusurlarının, fiziksel yaralanmaların ve duygusal travmanın bir veya bir kombinasyonundan kaynaklanır. Gelecekte, sizi mükemmel bir şekilde teşhis edecek teknoloji ve terapi tekniklerinin bir kombinasyonuna dayalı olarak bu beyin rahatsızlıkları için özelleştirilmiş tedavi alacaksınız.

Ağırlıklı olarak genetik kusurların neden olduğu zihinsel bozukluklar (Parkinson hastalığı, DEHB, bipolar bozukluk ve şizofreni gibi hastalıklar dahil) için, bunlar yalnızca gelecekte, toplu pazar genetik testleri/sıralama yoluyla yaşamda çok daha erken teşhis edilmekle kalmayacak, aynı zamanda özelleştirilmiş gen terapisi prosedürlerini kullanarak bu sorunlu genleri (ve bunlara karşılık gelen bozuklukları) düzenleyebilir.

İşyeri kazalarından veya savaş bölgelerindeki çatışmalardan kaynaklanan sarsıntı ve travmatik beyin yaralanmaları (TBH) dahil olmak üzere fiziksel yaralanmaların neden olduğu zihinsel bozukluklar için, bu koşullar sonunda beynin hasarlı bölgelerini yeniden büyütmek için bir kök hücre tedavisi kombinasyonu ile tedavi edilecektir. son bölüm) ve ayrıca özel beyin implantları (nöroprostetikler).

Özellikle ikincisi, 2020 yılına kadar kitlesel pazar kullanımı için aktif olarak test ediliyor. Cerrahlar, derin beyin stimülasyonu (DBS) adı verilen bir teknik kullanarak, beynin belirli bir bölgesine 1 milimetre ince elektrot yerleştiriyor. Bir kalp piline benzer şekilde, bu implantlar, yıkıcı zihinsel bozukluklara neden olan olumsuz geri besleme döngülerini kesmek için beyni hafif, sabit bir elektrik akışıyla uyarır. onlar zaten başarılı bulundu Şiddetli OKB, uykusuzluk ve depresyon hastalarının tedavisinde.

Ancak, travma sonrası stres bozukluğu (TSSB), aşırı yas veya suçluluk dönemleri, strese uzun süre maruz kalma ve çevrenizden zihinsel istismar vb. dahil olmak üzere duygusal travmanın neden olduğu felç edici zihinsel bozukluklar söz konusu olduğunda, bu koşullar daha zor bir bilmecedir. iyileştirmek.

Zahmetli anıların vebası

Beynin büyük bir teorisi olmadığı gibi, bilim de anıları nasıl oluşturduğumuza dair tam bir anlayışa sahip değil. Bildiğimiz şey, anıların üç genel tipte sınıflandırıldığıdır:

Duyusal hafıza: “Dört saniye önce o arabanın geçtiğini gördüğümü hatırlıyorum; üç saniye önce duran sosisli sandviçin kokusunu almak; plak dükkanının önünden geçerken klasik bir rock şarkısı duymak.”

Kısa süreli hafıza: "Yaklaşık on dakika önce bir kampanya destekçisi kapımı çaldı ve benimle neden Trump'ı başkan olarak seçmem gerektiğini konuştu."

Uzun süreli hafıza: “Yedi yıl önce iki arkadaşımla bir Avrupa seyahatine çıkmıştım. Bir keresinde Amsterdam'da kafayı yediğimi ve ertesi gün bir şekilde Paris'e gittiğimi hatırlıyorum. Şimdiye kadarki en iyi zaman."

Bu üç bellek türünden en karmaşık olanı uzun süreli belleklerdir; gibi alt sınıfları içerirler bilinçaltı ve açık hafıza, ikincisi daha fazla parçalanabilir anlamsal bellek, Bölümsel hafızave en önemlisi, duygusal anılar. Bu karmaşıklık, bu kadar çok hasara neden olabilmelerinin nedenidir.

Uzun süreli anıları düzgün bir şekilde kaydedememek ve işleyememek, birçok psikolojik bozukluğun ana nedenidir. Psikolojik bozuklukları iyileştirmenin geleceğinin, ya uzun süreli anıları geri yüklemeyi ya da hastaların zahmetli uzun süreli anıları yönetmelerine ya da tamamen silmelerine yardımcı olmayı içermesinin nedeni de budur.

Zihni iyileştirmek için anıları geri yüklemek

Şimdiye kadar, TBI hastaları veya Parkinson hastalığı gibi genetik bozuklukları olan hastalar için, kayıp (veya devam eden kaybın durdurulması) uzun vadeli anıları geri getirme konusunda çok az etkili tedavi olmuştur. Yalnızca ABD'de, 1.7'i askeri gazi olan 270,000 milyon kişi her yıl TBI'dan muzdariptir.

Kök hücre ve gen tedavisi, potansiyel olarak TBI yaralanmalarını iyileştirmeye ve Parkinson'u iyileştirmeye en az on yıl (~2025) uzaklıktadır. O zamana kadar, daha önce açıklananlara benzer beyin implantları bugün bu koşulları ele alıyor gibi görünüyor. Bunlar zaten epilepsi, Parkinson ve Alzheimer hastalar ve bu teknolojinin ilerideki gelişmeleri (özellikle DARPA tarafından finanse edilen) 2020 yılına kadar TBI hastalarının yeni oluşturma ve eski uzun vadeli anıları geri yükleme yeteneklerini geri getirebilir.

Zihni iyileştirmek için anıları silmek

Belki sevdiğiniz biri tarafından aldatıldınız ya da belki büyük bir topluluk önünde konuşma etkinliğinde repliklerinizi unuttunuz; olumsuz anıların zihninizde kalma gibi kötü bir alışkanlığı vardır. Bu tür anılar ya size daha iyi kararlar vermeyi öğretebilir ya da belirli eylemlerde bulunma konusunda sizi daha temkinli yapabilir.

Ancak insanlar, sevilen birinin öldürülmüş cesedini bulmak veya bir savaş bölgesinden sağ çıkmak gibi daha travmatik anılar yaşadıklarında, bu anılar toksik hale gelebilir ve potansiyel olarak kalıcı fobilere, madde bağımlılığına ve artan saldırganlık, depresyon gibi kişilikte olumsuz değişikliklere yol açabilir. , vb. TSSB, örneğin, genellikle hafıza hastalığı olarak adlandırılır; Travmatik olaylar ve baştan sona hissedilen olumsuz duygular, acı çekenler unutamadıkları ve zamanla yoğunluklarını azaltamadıkları için şimdide takılıp kalırlar.

Bu nedenle geleneksel konuşmaya dayalı terapiler, ilaçlar ve hatta yeni sanal gerçeklik temelli terapiler, hastanın hafıza temelli bozukluğunun üstesinden gelmesine yardım edemezse, gelecekteki terapistler ve doktorlar travmatik hafızanın tamamen ortadan kaldırılmasını önerebilir.

Evet, biliyorum, bu kulağa filmden bir Bilim Kurgu arsa cihazı gibi geliyor, Spotless Mind Eternal Sunshine, ancak bellek silmeyle ilgili araştırmalar düşündüğünüzden daha hızlı ilerliyor.

Önde gelen teknik, anıların kendilerinin nasıl hatırlandığına dair yeni bir anlayışla çalışır. Görüyorsunuz, yaygın bilgeliğin size söyleyebileceğinden farklı olarak, bir hatıra asla taşa konmaz. Bunun yerine, bir anıyı hatırlama eylemi, belleğin kendisini değiştirir. Örneğin, sevilen birinin mutlu bir anısı, cenazeleri sırasında hatırlanırsa kalıcı olarak buruk, hatta acı verici bir hatıraya dönüşebilir.

Bilimsel düzeyde, beyniniz uzun süreli anıları nöronlar, sinapslar ve kimyasallardan oluşan bir koleksiyon olarak kaydeder. Beyninizden bir anıyı hatırlamasını istediğinizde, söz konusu anıyı hatırlamanız için bu koleksiyonu belirli bir şekilde yeniden düzenlemesi gerekir. Ama o sırada toparlamalarına Hafızanızın değiştirilmeye veya silinmeye karşı en savunmasız olduğu aşama. Ve bu tam olarak bilim adamlarının nasıl yapılacağını keşfettiği şey.

Özetle, bu sürecin ilk denemeleri şuna benzer:

Uzman bir terapist ve laboratuvar teknisyeninden randevu almak için bir tıbbi kliniği ziyaret ediyorsunuz;
Terapist daha sonra fobinizin veya TSSB'nizin temel nedenini (hafızasını) izole etmek için size bir dizi soru soracaktır;
Bir kez tecrit edildiğinde, terapist, zihninizi aktif olarak hafızaya ve onunla ilişkili duygulara odaklamak için o hafıza hakkında düşünmenizi ve konuşmanızı sağlar;
Bu uzun süreli hatırlama sırasında, laboratuvar teknisyeni size bir hap yutturur veya size hafızayı engelleyen ilacı enjekte eder;
Hatırlama devam ettikçe ve ilaç etkisini göstermeye başladıkça, anı ile ilgili duygular azalmaya ve hafızanın seçilmiş detaylarının yanı sıra solmaya başlar (kullanılan ilaca bağlı olarak hafıza tamamen kaybolmayabilir);
İlacın etkisi tamamen geçene kadar, yani normal kısa ve uzun vadeli anılar oluşturma konusundaki doğal yeteneğiniz dengelenene kadar odanın içinde kalırsınız.

Biz bir hatıra koleksiyonuyuz

Vücudumuz dev bir hücre topluluğu olabilirken, zihnimiz dev bir hatıra koleksiyonudur. Anılarımız, kişiliklerimizin ve dünya görüşlerimizin altında yatan örgüyü oluşturur. Tek bir hatıranın - bilerek ya da daha kötüsü, kazayla - silinmesinin, psişemiz ve günlük yaşamlarımızda nasıl işlev gösterdiğimiz üzerinde öngörülemeyen bir etkisi olacaktır.

(Şimdi düşününce, bu uyarı son otuz yılın neredeyse her zaman yolculuğu filminde bahsedilen kelebek etkisine çok benziyor. İlginç.)

Bu nedenle, hafızayı en aza indirme ve yok etme, TSSB hastalarının veya tecavüz mağdurlarının geçmişlerinin duygusal travmasının üstesinden gelmelerine yardımcı olacak heyecan verici bir terapi yaklaşımı gibi görünse de, bu tür tedavilerin asla hafife alınmayacağına dikkat etmek önemlidir.

İşte orada, yukarıda özetlenen eğilimler ve araçlarla, yaşamlarımızda kalıcı ve sakatlayıcı akıl hastalığının sonu görülecektir. Bu ve gişe rekorları kıran yeni ilaçlar, hassas tıp ve daha önceki bölümlerde açıklanan kalıcı fiziksel yaralanmaların sonu arasında, Sağlığın Geleceği serimizin hepsini kapsadığını düşünürdünüz… iyi, tam olarak değil. Sırada, yarının hastanelerinin nasıl görüneceğini ve sağlık sisteminin gelecekteki durumunu tartışacağız.