Quantumrun

KẸDI Aworan: Quantumrun

Loye ọpọlọ lati nu aisan ọpọlọ: Ọjọ iwaju ti Ilera P5

David Tal, Akede, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Oṣu Kẹta, 09/15/2020 - 05:34

100 bilionu awọn iṣan. 100 aimọye synapses. 400 km ti awọn ohun elo ẹjẹ. Ọpọlọ wa ba imọ-jinlẹ jẹ pẹlu idiju wọn. Ni otitọ, wọn wa 30 igba alagbara ju wa sare Supercomputer.

Ṣugbọn ni ṣiṣi ohun ijinlẹ wọn silẹ, a ṣii agbaye kan ti o ni ipalara ọpọlọ ti o yẹ ati awọn rudurudu ọpọlọ. Ju bẹẹ lọ, a yoo ni anfani lati mu oye wa pọ si, paarẹ awọn iranti irora, so ọkan wa pọ mọ awọn kọnputa, ati paapaa so ọkan wa pọ pẹlu awọn ọkan ti awọn miiran.

Mo mọ, pe ohun gbogbo dabi irikuri, ṣugbọn bi o ṣe n ka siwaju, iwọ yoo bẹrẹ lati ni oye bi a ṣe sunmọ si awọn aṣeyọri ti yoo ni irọrun yi ohun ti o tumọ si lati jẹ eniyan.

Níkẹyìn agbọye ọpọlọ

Apapọ ọpọlọ jẹ akojọpọ iwuwo ti awọn neuronu (awọn sẹẹli ti o ni data ninu) ati awọn synapses (awọn ipa ọna ti o gba awọn neuronu laaye lati baraẹnisọrọ). Ṣugbọn ni pato bi awọn neuronu ati awọn synapses ṣe n sọrọ ati bii awọn ẹya oriṣiriṣi ti ọpọlọ ṣe ni ipa lori awọn ẹya oriṣiriṣi ti ara rẹ, iyẹn jẹ ohun ijinlẹ. A ko paapaa ni awọn irinṣẹ to lagbara sibẹsibẹ lati loye ẹya ara ẹrọ ni kikun. Èyí tó burú jù ni pé, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì nípa iṣan inú ayé kò tilẹ̀ ní àdéhùn kan lórí àbá èrò orí ìṣọ̀kan nípa bí ọpọlọ ṣe ń ṣiṣẹ́.

Ipo ti ọrọ yii jẹ pataki nitori iseda isọdọtun ti neuroscience, bi ọpọlọpọ iwadii ọpọlọ ṣe waye ni awọn ile-ẹkọ giga ati awọn ile-ẹkọ imọ-jinlẹ kakiri agbaye. Sibẹsibẹ, ni ileri titun Atinuda-bi awọn US Ipilẹṣẹ ọpọlọ ati EU Human Brain Project— ti wa ni bayi lati ṣe agbedemeji iwadii ọpọlọ, pẹlu awọn isuna iwadii ti o tobi julọ ati awọn itọsọna iwadii idojukọ diẹ sii.

Papọ, awọn ipilẹṣẹ wọnyi nireti lati ṣe awọn aṣeyọri nla ni aaye imọ-jinlẹ ti Connectomics-iwadii ti awọn asopọ: awọn maapu okeerẹ ti awọn asopọ laarin eto aifọkanbalẹ ti ara. (Ni ipilẹ, awọn onimo ijinlẹ sayensi fẹ lati ni oye kini neuron kọọkan ati synapse inu ọpọlọ rẹ ṣe gaan.) Ni ipari yii, awọn iṣẹ akanṣe gbigba akiyesi julọ pẹlu:

Optogenetikisi. Eyi tọka si imọ-ẹrọ neuroscience (jẹmọ si awọn asopọ) ti o nlo ina lati ṣakoso awọn neuronu. Ni ede Gẹẹsi, eyi tumọ si lilo awọn irinṣẹ ṣiṣatunṣe jiini tuntun ti a ṣapejuwe ninu awọn ipin iṣaaju ti jara yii si awọn neuronu ẹlẹrọ-jiini inu ọpọlọ ti awọn ẹranko laabu, nitorinaa wọn ni imọlara si ina. Eyi jẹ ki o rọrun lati ṣe atẹle awọn neuronu wo ni ina inu ọpọlọ nigbakugba ti awọn ẹranko wọnyi ba gbe tabi ronu. Nigbati a ba lo si eniyan, imọ-ẹrọ yii yoo gba awọn onimo ijinlẹ sayensi laaye lati loye ni deede kini awọn apakan ti ọpọlọ ṣakoso awọn ero, awọn ẹdun, ati ara rẹ.

Barcoding ọpọlọ. Ilana miiran, FISSEQ kooduopo, ń fi ọpọlọ lọ́wọ́ fáírọ́ọ̀sì tí a ṣe àkànṣe tí a ṣe láti fi tẹ àwọn ọ̀rọ̀ òmìnira tí ó yàtọ̀ sínú àwọn iṣan iṣan tí ó ní àkóràn láìléwu. Eyi yoo gba awọn onimo ijinlẹ sayensi laaye lati ṣe idanimọ awọn asopọ ati iṣẹ-ṣiṣe si isalẹ si synapse kọọkan, ti o lagbara ju optogenetics lọ.

Gbogbo aworan ọpọlọ. Dipo idamo iṣẹ ti awọn neuronu ati awọn synapses leyo, ọna miiran ni lati ṣe igbasilẹ gbogbo wọn ni nigbakannaa. Ati pe iyalẹnu to, a ti ni awọn irinṣẹ aworan tẹlẹ (awọn ẹya kutukutu) lati ṣe iyẹn. Isalẹ ni pe aworan ti ọpọlọ kọọkan n ṣe ipilẹṣẹ to terabytes 200 ti data (ni aijọju ohun ti Facebook ṣe ipilẹṣẹ ni ọjọ kan). Ati pe yoo jẹ titi awọn kọnputa iye tẹ ibi ọja naa, ni aarin awọn ọdun 2020, pe a yoo ni anfani lati ṣe ilana ni kikun iye data nla yẹn ni irọrun.

Gene atele ati ṣiṣatunkọ. Apejuwe ninu ipin meta, ati ni aaye yii, ti a lo si ọpọlọ.

Lapapọ, ipenija ti aworan agbaye ni asopọ ti wa ni akawe si ti ṣiṣe aworan atọka jiini eniyan, ti o waye pada ni ọdun 2001. Lakoko ti o ti nira pupọ diẹ sii, isanwo iṣẹlẹ ti connectome (nipasẹ awọn ibẹrẹ 2030s) yoo pa ọna si imọ-jinlẹ nla ti ọpọlọ ti yoo ṣọkan aaye ti neuroscience.

Ipele oye ti ọjọ iwaju le ja si ọpọlọpọ awọn ohun elo, bii awọn ọwọ alamọdaju ti iṣakoso ọkan, awọn ilọsiwaju ni Interface Brain-Computer (BCI), ibaraẹnisọrọ ọpọlọ-si-ọpọlọ (hello, telepathy itanna), imo ati olorijori ikojọpọ sinu ọpọlọ, Matrix-bi ikojọpọ ti ọkàn rẹ sinu webi-awọn iṣẹ! Ṣugbọn fun ipin yii, jẹ ki a dojukọ lori bii imọ-jinlẹ nla yii yoo ṣe kan si iwosan ọpọlọ ati ọkan.

Itọju ipinnu fun aisan ọpọlọ

Ni gbogbogbo, gbogbo awọn rudurudu ọpọlọ jẹ lati ọkan tabi apapọ awọn abawọn jiini, awọn ipalara ti ara, ati ibalokan ẹdun. Ni ọjọ iwaju, iwọ yoo gba itọju adani fun awọn ipo ọpọlọ wọnyi ti o da lori apapọ imọ-ẹrọ ati awọn ilana itọju ti yoo ṣe iwadii rẹ ni pipe.

Fun awọn rudurudu ọpọlọ ti o fa pupọ julọ nipasẹ awọn abawọn jiini-pẹlu awọn aarun bii Arun Pakinsini, ADHD, rudurudu bipolar, ati schizophrenia — iwọnyi kii yoo ṣe ayẹwo nikan ni iṣaaju ni igbesi aye nipasẹ ọjọ iwaju, idanwo jiini ọja ọja pupọ, ṣugbọn lẹhinna a yoo jẹ ni anfani lati ṣatunkọ awọn Jiini wahala wọnyi (ati awọn rudurudu ti o baamu wọn) nipa lilo awọn ilana itọju apilẹṣẹ ti a ṣe adani.

Fun awọn rudurudu ọpọlọ ti o fa nipasẹ awọn ipalara ti ara-pẹlu awọn ariyanjiyan ati awọn ọgbẹ ọpọlọ ikọlu (TBI) lati awọn ijamba ibi iṣẹ tabi ija ni awọn agbegbe ogun — awọn ipo wọnyi yoo ṣe itọju nikẹhin nipasẹ apapọ ti itọju ailera sẹẹli lati tun dagba awọn agbegbe ti o farapa ti ọpọlọ (ti a ṣe apejuwe ninu kẹhin ipin), bakanna bi awọn aranmo ọpọlọ pataki (neuroprosthetics).

Igbẹhin, ni pataki, ti ni idanwo ni itara fun lilo ọja lọpọlọpọ nipasẹ ọdun 2020. Lilo ilana kan ti a pe ni isunmọ ọpọlọ jinlẹ (DBS), awọn oniṣẹ abẹ gbin elekiturodu tinrin milimita 1 sinu agbegbe kan pato ti ọpọlọ. Iru si ẹrọ afọwọsi kan, awọn aranmo wọnyi nfa ọpọlọ pọ si pẹlu irẹwẹsi, sisan ina mọnamọna lati da awọn yipo esi odi ti o fa awọn rudurudu ọpọlọ. Wọn ti tẹlẹ ti ri aṣeyọri ni atọju awọn alaisan ti o ni OCD lile, insomnia, ati şuga.

Ṣugbọn nigbati o ba wa si awọn rudurudu ọpọlọ ti o rọ ti o fa nipasẹ ibalokan ẹdun-pẹlu rudurudu aapọn lẹhin-ti ewu nla (PTSD), awọn akoko ibinujẹ pupọ tabi ẹbi, ifihan gigun si aapọn ati ilokulo ọpọlọ lati agbegbe rẹ, ati bẹbẹ lọ — awọn ipo wọnyi jẹ adojuru ti o buruju. lati ni arowoto.

Ìyọnu ti awọn ìrántí wahala

Gẹgẹ bi ko si imọran nla ti ọpọlọ, imọ-jinlẹ tun ko ni oye pipe ti bii a ṣe ṣe awọn iranti. Ohun ti a mọ ni pe awọn iranti ti pin si awọn oriṣi gbogbogbo mẹta:

Iranti ifarako: “Mo rántí pé mo rí i pé ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ yẹn kọjá ní ìṣẹ́jú àáyá mẹ́rin sẹ́yìn; olóòórùn dídùn ti o gbona aja duro meta-aaya seyin; gbigbọ orin apata Ayebaye lakoko ti o nkọja lọ si ile itaja igbasilẹ naa. ”

Akoko iranti igba diẹ"Ni nkan bii iṣẹju mẹwa sẹhin, alatilẹyin ipolongo kan kan ilẹkun mi o si ba mi sọrọ nipa idi ti MO fi dibo dibo fun Trump fun Alakoso.”

Iranti igba pipẹ: “Ni ọdun meje sẹhin, Mo lọ si irin-ajo Euro kan pẹlu awọn ọrẹ meji. Ni akoko kan, Mo ranti pe mo ti ga lori awọn yara kekere ni Amsterdam ati lẹhinna bakan pari ni Paris ni ọjọ keji. Akoko ti o dara julọ lailai. ”

Ninu awọn oriṣi iranti mẹta wọnyi, awọn iranti igba pipẹ jẹ eka julọ; won ni subclasses bi iranti ti ko tọ ati iranti fojuhan, igbehin eyi ti o le wa ni siwaju wó lulẹ nipa atunmọ iranti, iranti episodicati pataki julọ, imolara ìrántí. Idiju yii ni idi ti wọn le fa ibajẹ pupọ.

Ailagbara lati ṣe igbasilẹ daradara ati ilana awọn iranti igba pipẹ jẹ idi akọkọ lẹhin ọpọlọpọ awọn rudurudu ọpọlọ. O tun jẹ idi ti ọjọ iwaju ti imularada awọn rudurudu ọpọlọ yoo kan boya mimu-pada sipo awọn iranti igba pipẹ tabi ṣe iranlọwọ fun awọn alaisan lati ṣakoso tabi paarẹ awọn iranti igba pipẹ wahala.

Pada awọn iranti pada lati mu ọkan larada

Titi di isisiyi, awọn itọju ti o munadoko diẹ ti wa fun awọn ti o ni TBI tabi awọn rudurudu jiini bi Arun Pakinsini, nibiti o wa lati mu pada sipo (tabi didaduro isonu ti nlọ lọwọ) awọn iranti igba pipẹ. Ni AMẸRIKA nikan, 1.7 milionu jiya lati TBI ni ọdun kọọkan, 270,000 ti ẹniti o jẹ awọn ogbo ologun.

Cell Stem ati itọju ailera jiini ṣi wa ni o kere ju ọdun mẹwa (~ 2025) lati ṣe iwosan awọn ipalara TBI ti o le ṣe iwosan ati imularada Parkinson. Titi di igba naa, awọn aranmo ọpọlọ ti o jọra si awọn ti a ṣalaye tẹlẹ yoo han lati koju awọn ipo wọnyi loni. Wọn ti lo tẹlẹ lati ṣe itọju warapa, Parkinson's, ati Alzheimer's awọn alaisan, ati awọn idagbasoke siwaju sii ti imọ-ẹrọ yii (paapaa awọn agbateru nipasẹ DARPA) le mu agbara awọn ti o jiya TBI pada lati ṣẹda titun ati mimu-pada sipo awọn iranti igba pipẹ atijọ nipasẹ 2020.

Npa awọn iranti lati mu ọkan larada

Boya o jẹ ẹtan nipasẹ ẹnikan ti o nifẹ, tabi boya o gbagbe awọn laini rẹ ni iṣẹlẹ sisọ ni gbangba kan pataki; awọn iranti odi ni iwa ẹgbin ti idaduro ninu ọkan rẹ. Irú àwọn ìrántí bẹ́ẹ̀ lè kọ́ ọ láti ṣe àwọn ìpinnu tó dára, tàbí kí wọ́n túbọ̀ ṣọ́ra nípa ṣíṣe àwọn nǹkan kan.

Ṣugbọn nigbati awọn eniyan ba ni iriri awọn iranti ipalara diẹ sii, gẹgẹbi wiwa ara ti o pa ti olufẹ tabi yege agbegbe ogun kan, awọn iranti wọnyi le tan majele — eyiti o le fa si awọn phobias ayeraye, ilokulo nkan, ati awọn ayipada odi ninu eniyan, bii ibinu ti o pọ si, ibanujẹ , ati bẹbẹ lọ PTSD, fun apẹẹrẹ, nigbagbogbo tọka si bi arun ti iranti; Awọn iṣẹlẹ apaniyan ati awọn ẹdun odi ti o ni rilara jakejado, wa di ni lọwọlọwọ bi awọn alaisan ko le gbagbe ati dinku kikankikan wọn ni akoko pupọ.

Ti o ni idi nigba ti ibile ibaraẹnisọrọ-orisun iwosan arannilọwọ, oloro, ati paapa to šẹšẹ foju otito-orisun iwosan, kuna lati ṣe iranlọwọ fun alaisan lati bori iṣoro ti o da lori iranti wọn, awọn oniwosan ọjọ iwaju ati awọn dokita le ṣe alaye yiyọkuro iranti ipalara lapapọ.

Bẹẹni, Mo mọ, eyi dabi ohun elo Idite Sci-Fi lati fiimu naa, Ayeraye Ayérayé ti Ayika Agbara, ṣugbọn iwadi sinu iranti erasure ti wa ni gbigbe yiyara ju ti o ro.

Awọn asiwaju ilana ṣiṣẹ pa a titun oye bi ìrántí ti wa ni ara wọn ranti. Ṣe o rii, laisi ohun ti ọgbọn ti o wọpọ le sọ fun ọ, iranti kan ko ṣeto sinu okuta rara. Dipo, iṣe ti iranti iranti yipada iranti funrararẹ. Fún àpẹẹrẹ, ìrántí aláyọ̀ ti olólùfẹ́ kan lè yí padà di ọ̀fọ̀ kíkorò, àní ìrora, ìrántí tí a bá rántí wọn nígbà ìsìnkú wọn.

Lori ipele ijinle sayensi, ọpọlọ rẹ ṣe igbasilẹ awọn iranti igba pipẹ gẹgẹbi akojọpọ awọn neuronu, awọn synapses, ati awọn kemikali. Nigbati o ba tọ ọpọlọ rẹ lati ranti iranti kan, o nilo lati ṣe atunṣe gbigba yii ni ọna kan pato fun ọ lati ranti iranti ti a sọ. Sugbon o jẹ nigba ti isọdọkan alakoso nigbati iranti rẹ jẹ ipalara julọ si iyipada tabi parẹ. Ati pe iyẹn ni pato ohun ti awọn onimọ-jinlẹ ti ṣe awari bi wọn ṣe le ṣe.

Ni kukuru, awọn idanwo akọkọ ti ilana yii lọ nkan diẹ bi eyi:

O ṣabẹwo si ile-iwosan iṣoogun kan fun ipinnu lati pade pẹlu oniwosan amọja ati onimọ-ẹrọ lab;
Oniwosan ọran naa yoo beere lọwọ rẹ ọpọlọpọ awọn ibeere lati ya sọtọ idi root (iranti) ti phobia tabi PTSD rẹ;
Ni kete ti o ya sọtọ, oniwosan yoo jẹ ki o ronu ati sọrọ nipa iranti yẹn lati jẹ ki ọkan rẹ dojukọ ni itara lori iranti ati awọn ẹdun ti o somọ;
Lakoko iranti igba pipẹ yii, onimọ-ẹrọ lab yoo jẹ ki o gbe oogun kan mì tabi fi oogun idilọwọ iranti fun ọ;
Bi iranti naa ti n tẹsiwaju ati ti oogun naa bẹrẹ, awọn ẹdun ti o ni nkan ṣe pẹlu iranti bẹrẹ lati dinku ati ipare, lẹgbẹẹ awọn alaye yiyan ti iranti (da lori oogun ti a lo, iranti le ma parẹ patapata);
O duro si inu yara naa titi ti oogun naa yoo fi wọ patapata, ie nigbati agbara adayeba rẹ lati dagba deede kukuru- ati awọn iranti igba pipẹ duro.

A jẹ akojọpọ awọn iranti

Lakoko ti awọn ara wa le jẹ ikojọpọ nla ti awọn sẹẹli, ọkan wa jẹ ikojọpọ nla ti awọn iranti. Àwọn ìrántí wa jẹ́ ìpìlẹ̀ ìpìlẹ̀ ti àkópọ̀ ìwà wa àti àwọn ojú ìwòye ayé. Yiyọ iranti kan kuro-ni idi tabi, buru, lairotẹlẹ-yoo ni ipa ti ko ni asọtẹlẹ lori psyche wa ati bi a ṣe n ṣiṣẹ ni awọn igbesi aye wa lojoojumọ.

(Bayi ti Mo ronu nipa rẹ, ikilọ yii dun pupọ si ipa labalaba ti a mẹnuba ni o fẹrẹẹ jẹ ni gbogbo igba ti fiimu irin-ajo ti awọn ewadun mẹta sẹhin. O yanilenu.)

Fun idi eyi, lakoko ti idinku iranti ati yiyọ kuro dun bi ọna itọju ailera moriwu lati ṣe iranlọwọ fun awọn ti o jiya PTSD tabi awọn olufaragba ifipabanilopo bori ibalokan ẹdun ti iṣaju wọn, o ṣe pataki lati ṣe akiyesi pe iru awọn itọju bẹẹ kii yoo funni ni irọrun.

Nibẹ ni o ni, pẹlu awọn aṣa ati awọn irinṣẹ ti a ṣe ilana rẹ loke, opin ti aisan ọpọlọ ti o yẹ ati arọ ni yoo rii ni awọn igbesi aye wa. Laarin eyi ati awọn oogun tuntun blockbuster, oogun to peye, ati opin awọn ipalara ti ara ayeraye ti a ṣapejuwe ninu awọn ori iṣaaju, iwọ yoo ro pe ọjọ iwaju ti jara Ilera ti bo gbogbo rẹ… daradara, kii ṣe rara. Nigbamii ti, a yoo jiroro kini awọn ile-iwosan ọla yoo dabi, ati ipo iwaju ti eto ilera.