lượng tử

TÍN DỤNG HÌNH ẢNH: lượng tử

Hiểu về não bộ để xóa bỏ bệnh tâm thần: Tương lai của Sức khỏe P5

David Tal, Nhà xuất bản, Người theo chủ nghĩa vị lai
@DavidTalWrites
LinkedIn

Thứ Ba, 09/15/2020 - 05:34

100 tỷ tế bào thần kinh. 100 nghìn tỷ khớp thần kinh. 400 dặm mạch máu. Bộ não của chúng ta khiến khoa học thất vọng với sự phức tạp của chúng. Trên thực tế, chúng vẫn 30 lần mạnh hơn tốc độ nhanh nhất của chúng tôi siêu máy tính.

Nhưng khi mở khóa bí ẩn của họ, chúng ta mở ra một thế giới không có chấn thương não vĩnh viễn và rối loạn tâm thần. Hơn thế nữa, chúng ta sẽ có thể tăng trí thông minh của mình, xóa đi những ký ức đau buồn, kết nối tâm trí của chúng ta với máy tính và thậm chí kết nối tâm trí của chúng ta với tâm trí của người khác.

Tôi biết, tất cả điều đó nghe có vẻ điên rồ, nhưng khi bạn đọc tiếp, bạn sẽ bắt đầu hiểu chúng ta đang tiến gần đến những bước đột phá sẽ dễ dàng thay đổi ý nghĩa của việc trở thành con người như thế nào.

Cuối cùng cũng hiểu được bộ não

Bộ não trung bình là một tập hợp dày đặc các tế bào thần kinh (các tế bào chứa dữ liệu) và các khớp thần kinh (các con đường cho phép các tế bào thần kinh giao tiếp). Nhưng chính xác cách các tế bào thần kinh và khớp thần kinh đó giao tiếp và cách các bộ phận khác nhau của não ảnh hưởng đến các bộ phận khác nhau của cơ thể bạn, điều đó vẫn còn là một bí ẩn. Chúng tôi thậm chí chưa có công cụ đủ mạnh để hiểu đầy đủ về cơ quan này. Tệ hơn nữa, các nhà khoa học thần kinh trên thế giới thậm chí còn không có một lý thuyết thống nhất được thống nhất về cách thức hoạt động của bộ não.

Tình trạng này phần lớn là do tính chất phi tập trung của khoa học thần kinh, vì hầu hết các nghiên cứu về não bộ đều diễn ra trong các trường đại học và viện khoa học trên khắp thế giới. Tuy nhiên, những sáng kiến mới đầy hứa hẹn — như Hoa Kỳ Sáng kiến BRAIN và EU Dự án bộ não con người— Hiện đang được tiến hành để tập trung vào nghiên cứu não bộ, cùng với ngân sách nghiên cứu lớn hơn và các chỉ thị nghiên cứu tập trung hơn.

Cùng với nhau, những sáng kiến này hy vọng sẽ tạo ra những bước đột phá lớn trong lĩnh vực khoa học thần kinh của Connectomics — nghiên cứu về kết nối: bản đồ toàn diện về các kết nối trong hệ thần kinh của sinh vật. (Về cơ bản, các nhà khoa học muốn hiểu từng tế bào thần kinh và khớp thần kinh bên trong não của bạn thực sự làm gì.) Để đạt được điều này, các dự án nhận được nhiều sự chú ý nhất bao gồm:

Quang học. Điều này đề cập đến một kỹ thuật khoa học thần kinh (liên quan đến kết nối) sử dụng ánh sáng để điều khiển các tế bào thần kinh. Trong tiếng Anh, điều này có nghĩa là sử dụng các công cụ chỉnh sửa gen mới nhất được mô tả trong các chương trước của loạt bài này để thiết kế gen các tế bào thần kinh bên trong não của động vật thí nghiệm, để chúng trở nên nhạy cảm với ánh sáng. Điều này giúp bạn dễ dàng theo dõi những tế bào thần kinh nào kích hoạt bên trong não bất cứ khi nào những con vật này di chuyển hoặc suy nghĩ. Khi được áp dụng cho con người, công nghệ này sẽ cho phép các nhà khoa học hiểu chính xác hơn những phần nào của não bộ điều khiển suy nghĩ, cảm xúc và cơ thể của bạn.

Mã vạch não. Một kỹ thuật khác, Mã vạch FISSEQ, tiêm vào não một loại vi-rút được thiết kế đặc biệt được thiết kế để in mã vạch duy nhất vào các tế bào thần kinh bị nhiễm một cách vô hại. Điều này sẽ cho phép các nhà khoa học xác định các kết nối và hoạt động của khớp thần kinh riêng lẻ, có khả năng vượt trội hơn so với di truyền quang học.

Hình ảnh toàn bộ não. Thay vì xác định chức năng của các tế bào thần kinh và khớp thần kinh riêng lẻ, một cách tiếp cận thay thế là ghi lại tất cả chúng đồng thời. Và thật đáng kinh ngạc, chúng ta đã có các công cụ hình ảnh (dù sao cũng là phiên bản đầu tiên) để làm điều đó. Nhược điểm là hình ảnh một bộ não riêng lẻ tạo ra tới 200 terabyte dữ liệu (tương đương với những gì Facebook tạo ra trong một ngày). Và nó sẽ chỉ cho đến khi máy tính lượng tử tham gia thị trường, vào khoảng giữa những năm 2020, mà chúng tôi sẽ có thể xử lý đầy đủ lượng dữ liệu lớn đó một cách dễ dàng.

Giải trình tự và chỉnh sửa gen. Diễn tả cái chương ba, và trong bối cảnh này, được áp dụng cho não.

Nhìn chung, thách thức của việc lập bản đồ gen kết nối đang được so sánh với thách thức lập bản đồ bộ gen người, đã đạt được vào năm 2001. Trong khi thách thức hơn nhiều, thành quả cuối cùng của quần thể kết nối (vào đầu những năm 2030) sẽ mở đường cho một lý thuyết lớn về bộ não sẽ hợp nhất lĩnh vực khoa học thần kinh.

Mức độ hiểu biết trong tương lai này có thể dẫn đến nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như chân tay giả được điều khiển bằng trí óc một cách hoàn hảo, những tiến bộ trong Giao diện Máy tính-Não bộ (BCI), giao tiếp giữa não với não (xin chào, thần giao cách cảm điện tử), tải kiến thức và kỹ năng vào não, Tải tâm trí của bạn lên web giống như ma trận — hoạt động! Nhưng đối với chương này, chúng ta hãy tập trung vào cách lý thuyết vĩ đại này sẽ áp dụng để chữa bệnh cho não và tâm trí.

Điều trị quyết định cho bệnh tâm thần

Nói chung, tất cả các rối loạn tâm thần đều bắt nguồn từ một hoặc sự kết hợp của các khiếm khuyết gen, chấn thương thể chất và chấn thương tinh thần. Trong tương lai, bạn sẽ nhận được phương pháp điều trị tùy chỉnh cho các tình trạng não này dựa trên sự kết hợp của công nghệ và kỹ thuật trị liệu sẽ chẩn đoán hoàn hảo cho bạn.

Đối với các rối loạn tâm thần gây ra chủ yếu do khiếm khuyết di truyền — bao gồm các bệnh như bệnh Parkinson, ADHD, rối loạn lưỡng cực và tâm thần phân liệt — những rối loạn này sẽ không chỉ được chẩn đoán sớm hơn nhiều trong tương lai, xét nghiệm / giải trình tự di truyền trên thị trường đại chúng, mà sau đó chúng ta sẽ có thể chỉnh sửa những gen rắc rối này (và các rối loạn tương ứng của chúng) bằng cách sử dụng các quy trình trị liệu gen tùy chỉnh.

Đối với các rối loạn tâm thần do chấn thương thể chất - bao gồm chấn động và chấn thương sọ não (TBI) do tai nạn tại nơi làm việc hoặc chiến đấu trong vùng chiến sự - những tình trạng này cuối cùng sẽ được điều trị thông qua sự kết hợp của liệu pháp tế bào gốc để phục hồi các vùng não bị thương (được mô tả trong phần chương cuối), cũng như cấy ghép não chuyên dụng (chất chống oxy hóa thần kinh).

Đặc biệt, loại thứ hai đã được thử nghiệm tích cực để sử dụng trên thị trường đại chúng vào năm 2020. Sử dụng kỹ thuật gọi là kích thích não sâu (DBS), các bác sĩ phẫu thuật cấy một điện cực mỏng 1 mm vào một vùng cụ thể của não. Tương tự như một máy điều hòa nhịp tim, những thiết bị cấy ghép này kích thích não với một dòng điện nhẹ, ổn định để làm gián đoạn các vòng phản hồi tiêu cực gây rối loạn tâm thần. Họ đã được tìm thấy thành công trong điều trị bệnh nhân OCD nặng, mất ngủ và trầm cảm.

Nhưng khi nói đến những rối loạn tâm thần tê liệt do chấn thương tinh thần - bao gồm rối loạn căng thẳng sau chấn thương (PTSD), giai đoạn đau buồn hoặc tội lỗi tột độ, tiếp xúc kéo dài với căng thẳng và lạm dụng tinh thần từ môi trường của bạn, v.v. - những tình trạng này là một câu đố khó hơn để chữa trị.

Bệnh dịch của những ký ức rắc rối

Cũng như không có lý thuyết vĩ đại nào về bộ não, khoa học cũng không hiểu đầy đủ về cách chúng ta hình thành ký ức. Những gì chúng ta biết là ký ức được phân thành ba loại chung:

Bộ nhớ giác quan: “Tôi nhớ mình đã nhìn thấy chiếc xe đó chạy qua bốn giây trước; ngửi thấy quầy bán xúc xích đó ba giây trước; nghe một bài hát rock cổ điển khi đi ngang qua cửa hàng băng đĩa. ”

Bộ nhớ ngắn hạn: “Khoảng mười phút trước, một người ủng hộ chiến dịch đã gõ cửa nhà tôi và nói chuyện với tôi về lý do tại sao tôi nên bầu Trump cho vị trí tổng thống.”

Trí nhớ dài hạn: “Bảy năm trước, tôi đã đi du lịch Euro với hai người bạn. Có một lần, tôi nhớ mình đã đạt được thành tích cao trong các phòng shroom ở Amsterdam và sau đó bằng cách nào đó kết thúc ở Paris vào ngày hôm sau. Khoảng thời gian tuyệt vời nhất từ trước đến nay. ”

Trong ba loại trí nhớ này, ký ức dài hạn là phức tạp nhất; chúng chứa các lớp con như Bộ nhớ ẩn và trí nhớ rõ ràng, phần sau có thể được chia nhỏ thêm bởi Bộ nhớ ngữ nghĩa, nhớ phân đoạnvà quan trọng nhất, ký ức tình cảm. Sự phức tạp này là lý do tại sao chúng có thể gây ra nhiều thiệt hại như vậy.

Không có khả năng ghi lại và xử lý các ký ức dài hạn một cách chính xác là lý do chính đằng sau nhiều chứng rối loạn tâm lý. Đó cũng là lý do tại sao tương lai của việc chữa trị chứng rối loạn tâm lý sẽ liên quan đến việc khôi phục ký ức dài hạn hoặc giúp bệnh nhân quản lý hoặc xóa bỏ hoàn toàn những ký ức dài hạn rắc rối.

Khôi phục ký ức để chữa lành tâm trí

Cho đến nay, có rất ít phương pháp điều trị hiệu quả cho những người mắc bệnh TBI hoặc rối loạn di truyền như bệnh Parkinson, giúp khôi phục lại những ký ức dài hạn đã mất (hoặc ngăn chặn việc mất liên tục). Chỉ riêng ở Mỹ, 1.7 triệu người bị TBI mỗi năm, 270,000 người trong số họ là cựu quân nhân.

Liệu pháp tế bào gốc và gen vẫn còn ít nhất một thập kỷ nữa (~ 2025) mới có khả năng chữa lành các vết thương do TBI và chữa khỏi bệnh Parkinson. Cho đến lúc đó, cấy ghép não tương tự như những mô tả trước đó xuất hiện để giải quyết những tình trạng này ngày nay. Chúng đã được sử dụng để điều trị chứng động kinh, Parkinson và Alzheimer bệnh nhân và những phát triển tiếp theo của công nghệ này (đặc biệt là những được tài trợ bởi DARPA) có thể khôi phục khả năng tạo mới và khôi phục ký ức dài hạn của những người bị TBI vào năm 2020.

Xóa ký ức để chữa lành tâm trí

Có thể bạn đã bị lừa dối bởi một người bạn yêu thương, hoặc có thể bạn quên lời thoại của mình tại một sự kiện diễn thuyết lớn trước công chúng; những ký ức tiêu cực có một thói quen khó chịu vẫn tồn tại trong tâm trí bạn. Những kỷ niệm như vậy có thể dạy bạn đưa ra quyết định tốt hơn, hoặc chúng có thể khiến bạn thận trọng hơn khi thực hiện một số hành động nhất định.

Nhưng khi mọi người trải qua những ký ức đau buồn hơn, chẳng hạn như tìm thấy thi thể bị sát hại của một người thân yêu hoặc sống sót trong vùng chiến tranh, những ký ức này có thể trở nên độc hại — có khả năng dẫn đến chứng ám ảnh vĩnh viễn, lạm dụng chất kích thích và những thay đổi tiêu cực trong tính cách, như tăng cường gây hấn, trầm cảm , v.v. PTSD, chẳng hạn, thường được gọi là bệnh của trí nhớ; những sự cố đau thương và những cảm xúc tiêu cực đã trải qua, vẫn bị mắc kẹt trong hiện tại khi những người đau khổ không thể quên và giảm bớt cường độ của họ theo thời gian.

Đó là lý do tại sao khi các liệu pháp dựa trên trò chuyện truyền thống, thuốc và thậm chí gần đây liệu pháp dựa trên thực tế ảo, không thể giúp bệnh nhân vượt qua chứng rối loạn trí nhớ của họ, các nhà trị liệu và bác sĩ trong tương lai có thể chỉ định loại bỏ hoàn toàn ký ức chấn thương.

Vâng, tôi biết, điều này nghe giống như một thiết bị có cốt truyện Khoa học viễn tưởng trong phim, Eternal Sunshine của Spotless Mind, nhưng nghiên cứu về khả năng xóa bộ nhớ đang tiến triển nhanh hơn bạn nghĩ.

Kỹ thuật hàng đầu tạo ra sự hiểu biết mới về cách mà bản thân những ký ức được ghi nhớ. Bạn thấy đấy, không giống như những gì trí tuệ thông thường có thể nói với bạn, một ký ức không bao giờ được đặt thành đá. Thay vào đó, hành động ghi nhớ một ký ức sẽ thay đổi chính ký ức đó. Ví dụ, một kỷ niệm hạnh phúc về một người thân yêu có thể vĩnh viễn biến thành một ký ức buồn vui lẫn lộn, thậm chí đau đớn nếu được nhớ lại trong đám tang của họ.

Trên bình diện khoa học, bộ não của bạn ghi lại những ký ức dài hạn như một tập hợp các tế bào thần kinh, khớp thần kinh và hóa chất. Khi bạn nhắc bộ não của mình ghi nhớ một bộ nhớ, nó cần phải cải tổ bộ sưu tập này theo một cách cụ thể để bạn nhớ được bộ nhớ đã nói. Nhưng nó trong thời gian đó tái hợp nhất giai đoạn bộ nhớ của bạn dễ bị thay đổi hoặc xóa nhất. Và đó chính xác là những gì các nhà khoa học đã khám phá ra cách thực hiện.

Tóm lại, các thử nghiệm ban đầu của quá trình này diễn ra giống như sau:

Bạn đến phòng khám y tế để có cuộc hẹn với bác sĩ chuyên khoa và kỹ thuật viên phòng thí nghiệm;
Sau đó, nhà trị liệu sẽ hỏi bạn một loạt câu hỏi để xác định nguyên nhân gốc rễ (trí nhớ) của chứng ám ảnh sợ hãi hoặc PTSD của bạn;
Sau khi bị cô lập, nhà trị liệu sẽ giữ cho bạn suy nghĩ và nói về ký ức đó để giữ cho tâm trí của bạn tích cực tập trung vào ký ức và những cảm xúc liên quan của nó;
Trong thời gian hồi ức kéo dài này, kỹ thuật viên phòng thí nghiệm sẽ yêu cầu bạn nuốt một viên thuốc hoặc tiêm thuốc ức chế trí nhớ cho bạn;
Khi hồi ức tiếp tục và thuốc kích thích, những cảm xúc liên quan đến ký ức bắt đầu giảm đi và mờ dần, cùng với các chi tiết chọn lọc của ký ức (tùy thuộc vào loại thuốc được sử dụng, ký ức có thể không hoàn toàn biến mất);
Bạn ở trong phòng cho đến khi thuốc hết tác dụng, tức là khi khả năng tự nhiên của bạn trong việc hình thành ký ức bình thường và ngắn hạn bình thường ổn định.

Chúng tôi là một tập hợp của những kỷ niệm

Trong khi cơ thể chúng ta có thể là một tập hợp khổng lồ của các tế bào, thì tâm trí của chúng ta là một tập hợp khổng lồ của những ký ức. Ký ức của chúng ta tạo thành mạng lưới cơ bản về tính cách và thế giới quan của chúng ta. Việc xóa bỏ một ký ức duy nhất - có mục đích hoặc tệ hơn là vô tình - sẽ có tác động khó lường đến tâm lý của chúng ta và cách chúng ta hoạt động trong cuộc sống hàng ngày.

(Bây giờ tôi nghĩ lại, cảnh báo này nghe rất giống với hiệu ứng con bướm được đề cập trong hầu hết mọi bộ phim du hành thời gian trong ba thập kỷ qua. Thật thú vị.)

Vì lý do này, mặc dù việc giảm thiểu và loại bỏ trí nhớ nghe có vẻ giống như một phương pháp trị liệu thú vị để giúp những người bị PTSD hoặc nạn nhân bị hãm hiếp vượt qua những tổn thương tinh thần trong quá khứ của họ, nhưng điều quan trọng cần lưu ý là những phương pháp điều trị như vậy sẽ không bao giờ được đưa ra một cách nhẹ nhàng.

Bạn đã có nó, với các xu hướng và công cụ được nêu ở trên, sự chấm dứt của bệnh tâm thần vĩnh viễn và tàn tật sẽ được nhìn thấy trong cuộc đời của chúng ta. Giữa điều này và các loại thuốc mới bom tấn, thuốc chữa bệnh chính xác và sự kết thúc của những thương tật vĩnh viễn được mô tả trong các chương trước, bạn sẽ nghĩ rằng loạt phim Tương lai của sức khỏe của chúng tôi đã bao gồm tất cả… tốt, không hoàn toàn. Tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về các bệnh viện ngày mai sẽ như thế nào, cũng như tình trạng tương lai của hệ thống chăm sóc sức khỏe.