Quantumrun

КРЕДИТ ЗОБРАЖЕННЯ: Quantumrun

Розуміння мозку, щоб стерти психічні захворювання: майбутнє здоров’я P5

Девід Тал, видавець, футуролог
@DavidTalWrites
LinkedIn

Вт, 09 - 15:2020

100 мільярдів нейронів. 100 трильйонів синапсів. 400 миль кровоносних судин. Наш мозок розчаровує науку своєю складністю. Насправді вони залишаються 30 раз потужніший за наш найшвидший суперкомп'ютер.

Але, розкриваючи їхню таємницю, ми відкриваємо світ, вільний від постійних травм мозку та психічних розладів. Більше того, ми зможемо підвищити свій інтелект, стерти хворобливі спогади, підключити свій розум до комп’ютерів і навіть зв’язати свій розум із розумом інших.

Я знаю, що все це звучить божевільно, але, читаючи далі, ви почнете розуміти, наскільки ми близькі до прориву, який легко змінить те, що означає бути людиною.

Нарешті розумію мозок

Середній мозок — це щільна сукупність нейронів (клітин, які містять дані) і синапсів (шляхів, які дозволяють нейронам спілкуватися). Але як саме ці нейрони та синапси взаємодіють і як різні частини мозку впливають на різні частини вашого тіла, це залишається загадкою. У нас ще навіть немає достатньо потужних інструментів, щоб повністю зрозуміти цей орган. Гірше того, світові нейробіологи навіть не мають узгодженої єдиної теорії того, як працює мозок.

Такий стан речей значною мірою пояснюється децентралізованою природою нейронауки, оскільки більшість досліджень мозку проводяться в університетах і наукових інститутах по всьому світу. Проте перспективні нові ініціативи, як у США Ініціатива BRAIN та ЄС Мозок людини проектами— зараз ведеться централізація досліджень мозку разом із збільшенням бюджетів на дослідження та більш цілеспрямованими директивами щодо досліджень.

Разом ці ініціативи сподіваються зробити величезний прорив у галузі нейронауки коннектоміки — дослідження коннектоми: комплексні карти зв'язків у нервовій системі організму. (По суті, вчені хочуть зрозуміти, що насправді робить кожен нейрон і синапс у вашому мозку.) З цією метою найбільшу увагу привертають проекти:

Оптогенетика. Це відноситься до техніки нейронауки (пов’язаної з коннектомікою), яка використовує світло для керування нейронами. Англійською мовою це означає використання найновіших інструментів генетичного редагування, описаних у попередніх розділах цієї серії, для генетичної інженерії нейронів у мозку лабораторних тварин, щоб вони ставали чутливими до світла. Це полегшує моніторинг того, які нейрони спрацьовують у мозку щоразу, коли ці тварини рухаються чи думають. При застосуванні на людях ця технологія дозволить вченим точніше зрозуміти, які частини мозку контролюють ваші думки, емоції та тіло.

Штрих-кодування мозку. Інша техніка, Штрихове кодування FISSEQ, вводить у мозок спеціально створений вірус, призначений для нешкідливого вдрукування унікальних штрих-кодів в заражені нейрони. Це дозволить вченим ідентифікувати зв’язки та активність аж до індивідуального синапсу, потенційно перевершуючи оптогенетику.

Візуалізація всього мозку. Замість ідентифікації функції нейронів і синапсів окремо, альтернативним підходом є запис їх усіх одночасно. І досить дивно, але ми вже маємо інструменти для створення зображень (принаймні ранні версії), щоб це зробити. Недоліком є те, що зображення окремого мозку генерує до 200 терабайт даних (приблизно стільки, скільки Facebook генерує за день). І буде тільки до тих пір квантові комп'ютери вийти на ринок приблизно в середині 2020-х років, ми зможемо повністю обробляти таку кількість великих даних.

Секвенування та редагування генів. Описано в розділ третій, і в цьому контексті застосовується до мозку.

Загалом складність картографування коннектома порівнюють із завданням картографування геному людини, яке було досягнуто ще в 2001 році. Хоча це набагато складніше, кінцевий результат коннектома (на початку 2030-х років) прокладе шлях до грандіозної теорії мозку, що об’єднає галузь нейронаук.

Цей майбутній рівень розуміння може призвести до різноманітних застосувань, як-от ідеально керовані розумом протези кінцівок, досягнення в інтерфейсі мозок-комп’ютер (BCI), зв’язок «мозок-мозок» (привіт, електронна телепатія), завантаження знань і навичок у мозок, Матричне завантаження вашого розуму в мережу — працює! Але в цій главі давайте зосередимося на тому, як ця грандіозна теорія буде застосована до зцілення мозку та розуму.

Рішуче лікування психічних захворювань

Взагалі кажучи, всі психічні розлади виникають внаслідок одного або комбінації генних дефектів, фізичних ушкоджень та емоційної травми. У майбутньому ви отримаєте індивідуальне лікування цих захворювань мозку на основі поєднання технологій і методів терапії, які дозволять вам точно діагностувати.

Для психічних розладів, спричинених переважно генетичними дефектами, включно з такими хворобами, як хвороба Паркінсона, СДУГ, біполярний розлад і шизофренія, вони не тільки будуть діагностовані набагато раніше в житті за допомогою майбутнього генетичного тестування/секвенування масового ринку, але й тоді ми будемо здатні редагувати ці проблемні гени (і відповідні їм розлади) за допомогою індивідуальних процедур генної терапії.

Для психічних розладів, спричинених фізичними травмами, включно зі струсами та черепно-мозковими травмами (ЧМТ) внаслідок нещасних випадків на виробництві або бойових дій у зонах бойових дій, ці стани врешті-решт лікуватимуть за допомогою комбінації терапії стовбуровими клітинами для відновлення уражених ділянок мозку (описано в останній розділ), а також спеціалізовані імпланти мозку (нейропротезування).

Останній, зокрема, вже активно тестується для використання на масовому ринку до 2020 року. Використовуючи техніку під назвою глибока стимуляція мозку (DBS), хірурги імплантують тонкий електрод 1 міліметр у певну ділянку мозку. Подібно до кардіостимулятора, ці імплантати стимулюють мозок легким постійним потоком електрики, щоб перервати петлі негативного зворотного зв’язку, які викликають руйнівні психічні розлади. Вони вже визнано успішним при лікуванні пацієнтів з важким ОКР, безсонням і депресією.

Але коли йдеться про паралізуючі психічні розлади, викликані емоційною травмою, включаючи посттравматичний стресовий розлад (ПТСР), екстремальні періоди горя чи провини, тривалий вплив стресу та психічного насильства з боку вашого оточення тощо, ці умови є складнішою головоломкою. вилікувати.

Чума неприємних спогадів

Так само, як не існує великої теорії мозку, наука також не має повного розуміння того, як ми формуємо спогади. Ми знаємо, що спогади поділяються на три основні типи:

Сенсорна пам’ять: «Я пам’ятаю, як чотири секунди тому проїжджала машина; три секунди тому нюхати кіоск з хот-догами; почувши класичну рок-пісню, проходячи повз магазин звукозаписів».

Короткочасна пам'ять: «Приблизно десять хвилин тому до мене в двері постукав прихильник кампанії та поговорив зі мною про те, чому я маю проголосувати за Трампа на пост президента».

Довготривала пам’ять: «Сім років тому я поїхав у подорож Європою з двома друзями. Одного разу я пам’ятаю, як я наївся грибів в Амстердамі, а наступного дня якось опинився в Парижі. Найкращий час за все».

З цих трьох типів пам'яті довгострокові спогади є найскладнішими; вони містять такі підкласи, як імпліцитна пам'ять та явна пам'ять, останній з яких можна далі розбити на семантична пам'ять, епізодична пам'ять, і найголовніше, емоційні спогади. Через цю складність вони можуть завдати такої шкоди.

Нездатність належним чином записувати та обробляти довгострокові спогади є основною причиною багатьох психологічних розладів. Це також те, чому майбутнє лікування психологічних розладів включатиме або відновлення довготривалих спогадів, або допомогу пацієнтам впоратися з проблемними довгостроковими спогадами або повністю стерти їх.

Відновлення спогадів для зцілення розуму

До цих пір існувало кілька ефективних методів лікування хворих на ЧМТ або генетичні розлади, такі як хвороба Паркінсона, коли мова йде про відновлення втрачених (або припинення поточної втрати) довгострокових спогадів. Тільки в США щороку 1.7 мільйона хворих на ЧМТ, 270,000 XNUMX з яких є військовими ветеранами.

Стовбурові клітини та генна терапія ще принаймні десятиліття (~2025) до потенційного загоєння травм ЧМТ і лікування Паркінсона. До того часу мозкові імплантати, подібні до описаних раніше, здається, сьогодні справляються з цими захворюваннями. Вони вже використовуються для лікування епілепсії, хвороби Паркінсона та Альцгеймера пацієнтів, а також подальший розвиток цієї технології (особливо тих фінансується DARPA) може відновити здатність хворих на ЧМТ створювати нові та відновлювати старі довгострокові спогади до 2020 року.

Стирання спогадів, щоб зцілити розум

Можливо, вас зрадив хтось, кого ви любили, або, можливо, ви забули свої репліки під час великого публічного виступу; негативні спогади мають неприємну звичку залишатися у вашому розумі. Такі спогади можуть або навчити вас приймати кращі рішення, або вони можуть зробити вас більш обережними під час певних дій.

Але коли люди відчувають більш травматичні спогади, такі як знаходження тіла вбитої коханої людини або виживання в зоні бойових дій, ці спогади можуть стати токсичними, потенційно призводячи до постійних фобій, зловживання психоактивними речовинами та негативних змін в особистості, таких як підвищена агресія, депресія тощо. ПТСР, наприклад, часто називають хворобою пам'яті; травматичні інциденти та негативні емоції, які відчуваються протягом усього часу, залишаються в сьогоденні, оскільки постраждалі не можуть забути та зменшують їх інтенсивність з часом.

Ось чому при традиційній розмовній терапії, медикаментах і навіть останніх терапії на основі віртуальної реальності, не допомагають пацієнту подолати розлад пам’яті, майбутні терапевти та лікарі можуть призначити повне усунення травматичної пам’яті.

Так, я знаю, це схоже на науково-фантастичний сюжет із фільму, Вічне сяйво чистого розуму, але дослідження стирання пам’яті просуваються швидше, ніж ви думаєте.

Провідна техніка створює нове розуміння того, як запам’ятовуються самі спогади. Розумієте, на відміну від загальноприйнятої мудрості, пам’ять ніколи не висічеться в камені. Натомість акт згадування спогаду змінює саму пам’ять. Наприклад, щасливий спогад про кохану людину може назавжди перетворитися на гіркий, навіть болісний спогад, якщо згадати про нього під час його похорону.

На науковому рівні ваш мозок записує довгострокові спогади як набір нейронів, синапсів і хімічних речовин. Коли ви спонукаєте свій мозок запам’ятати спогад, йому потрібно змінити цю колекцію певним чином, щоб ви запам’ятали цей спогад. Але це під час того прикочування фаза, коли ваша пам'ять найбільш вразлива до зміни або стирання. І це саме те, що вчені знайшли, як це зробити.

У двох словах, початкові випробування цього процесу виглядають приблизно так:

Ви відвідуєте медичну клініку на прийом до профільного терапевта та лаборанта;
Потім терапевт задасть вам низку запитань, щоб виділити першопричину (пам’ять) вашої фобії чи посттравматичного стресового розладу;
Після ізоляції терапевт змушував вас думати та говорити про цей спогад, щоб ваш розум був активно зосереджений на спогаді та пов’язаних з ним емоціях;
Під час цього тривалого спогаду лаборант наказав вам проковтнути таблетку або ввести вам препарат, що пригнічує пам’ять;
У міру того, як спогади тривають і діє наркотик, емоції, пов’язані з пам’яттю, починають слабшати та зникати разом із вибраними деталями пам’яті (залежно від використовуваного наркотику, пам’ять може не зникнути повністю);
Ви залишаєтеся в кімнаті, доки дія наркотику повністю не вичерпається, тобто коли ваша природна здатність формувати звичайну коротко- та довготривалу пам’ять стабілізується.

Ми - колекція спогадів

У той час як наше тіло може бути гігантською сукупністю клітин, наш розум — це гігантська сукупність спогадів. Наші спогади утворюють основну структуру наших особистостей і світогляду. Видалення одного спогаду — навмисно чи, що ще гірше, випадково — мало б непередбачуваний вплив на нашу психіку та на те, як ми функціонуємо у повсякденному житті.

(Тепер, коли я думаю про це, це попередження звучить дуже схоже на ефект метелика, про який згадується майже в кожному фільмі про подорожі в часі за останні три десятиліття. Цікаво.)

З цієї причини, хоча мінімізація та видалення пам’яті звучить як захоплюючий терапевтичний підхід, який допомагає хворим на посттравматичний стресовий розлад або жертвам зґвалтування подолати емоційну травму свого минулого, важливо зазначити, що такі методи лікування ніколи не пропонуватимуться легковажно.

Ось і все, з тенденціями та інструментами, описаними вище, кінець постійних і калічливих психічних захворювань ми побачимо ще за нашого життя. Не дивлячись на це й нові ліки, точну медицину та кінець постійних фізичних травм, описані в попередніх розділах, можна подумати, що наша серія «Майбутнє здоров’я» охопила все… ну, не зовсім. Далі ми обговоримо, як виглядатимуть завтрашні лікарні, а також майбутній стан системи охорони здоров’я.