Začiatkom tohto mesiaca na výročnej konferencii spoločnosti Neuroscience Society dva tímy vedcov predviedli nové technológie, ktoré by nám mohli poskytnúť večnú blaženosť. Čo ak sa tajomstvo večného šťastia skrýva v mozgovom implantáte? Len si to predstavte: sada drobných elektród ticho sedí v rôznych častiach mozgu a zaznamenáva elektrickú aktivitu tohto orgánu v reálnom čase. Údaje sa odosielajú do osobného algoritmu - „mapy nálady“- ktorý dokáže odhadnúť celkovú náladu človeka iba na základe mozgových vĺn.
Keď systém zaregistruje vzorce, ktoré naznačujú nástup epizódy depresie, vysiela elektrické signály do centra nálady v mozgu. Pod dohľadom algoritmu systém pokračuje v stimulácii, kým sa chybné obvody nevrátia do „šťastného“stavu.
Algoritmus je úplne nezávislý. Každý signál, každé nastavenie je skryté pod čiapočkou. Systém nepotrebuje vedenie lekára a človek nevie o signáloch - cíti iba všeobecnú úľavu od smútku.
Vedci financovaní z DARPA dúfajú, že tieto futuristické implantáty s uzavretou slučkou jedného dňa pomôžu veteránom s PTSD - posttraumatickou stresovou poruchou - alebo ľuďom s ťažkou depresiou, ktorí sa vzpierajú liečbe drogami.
„Mozog sa veľmi líši od všetkých ostatných orgánov vďaka svojej sieťovej schopnosti a prispôsobivosti,“hovorí Justin Sanchez, programový manažér DARPA. „Uzavreté neurálne rozhrania v reálnom čase nám umožňujú odkloniť sa od tradičného statického pohľadu na mozog a prejsť na presnú liečbu.“
Aj keď bol tento systém primárne navrhnutý na pomoc ľuďom s duševnými chorobami, jeho potenciálny dopad by mohol ísť oveľa ďalej.
Je zrejmé, že operácia mozgu je vysoká cena za „stimulované šťastie“, najmä pre priemerného človeka. Je však možné, že komponenty systému by mohli byť nakoniec nahradené neinvazívnymi spôsobmi na meranie a stimuláciu mozgovej činnosti.
Čo sa potom stane? Budete schopní dôverovať ostatným priamym, neustálym a chronickým prístupom k vašim vnútorným pocitom? Budete v pokušení utopiť všetky svoje emócie v šťastí?
Propagačné video:
Kop hlbšie
Všetko je to samozrejme možné, iba ak je systém funkčný.
Systém je založený na starej technológii hlbokej mozgovej stimulácie (DBS).
GM, ktorý bol prvýkrát schválený na liečbu pohybových symptómov počas Parkinsonovej choroby, sa spolieha na elektródy priamo implantované do mozgu na dodávanie elektrických impulzov. Tieto impulzy interagujú s miestnymi neurónmi a menia svoju aktivitu.
Rovnako ako vrhanie kamienkov do jazierka so stojatou vodou, zmeny v tejto základnej skupine neurónov pulzujú pozdĺž nervových obvodov. Aj keď neurológovia úplne nepochopili konkrétne mechanizmy, zdá sa, že GSF zmierňuje rôzne neurologické poruchy. Aspoň niektoré rozptýlené testy to dokázali.
Na jednej z prvých ukážok sily palív a mazív vedci zapli a vypli stimulačný systém a pýtali sa depresívneho pacienta, ako sa cíti. Je neuveriteľné, že pacient hlásil „vysokú náladu“, až keď systém fungoval - aj keď si uvedomoval, že vedci aktivovali elektrické impulzy.
Tento a ďalšie prvé príbehy o úspechu viedli k nedávnemu rozsiahlemu klinickému skúšaniu, na ktorom sa zúčastnilo 90 ľudí s depresiou. Zlá správa: Štúdie v priemere nezistili po roku liečby žiadne zlepšenie.
Ale doktor Edward Chang, neurovedec z Kalifornskej univerzity v San Franciscu, ktorý vedie jeden z projektov, si myslí, že je to len začiatok.
Väčšina palív a mazív lieči depresiu rovnakým spôsobom, hoci ju ľudia prežívajú inak. Tieto systémy ponárajú mozog do konštantných elektrických impulzov. Stimulačný protokol určuje lekár, nie skutočný stav mozgu pacienta. Podľa Changa je dôležité vytvárať implantáty špeciálne určené na ošetrenie každého jednotlivo - a systém zapínajte iba v prípade potreby.
Mapa nálady
Vedci pozvali doktora Omida G. Saniho, elektrotechnika z University of Southern California, na vývoj algoritmu, ktorý prevádza mozgové vlny do subjektívnych pocitov nálady. Tím pracoval so šiestimi epileptickými pacientmi s už implantovanými elektródami, aby zistili zdroj ich záchvatov. Po dobu troch týždňov sa pozorne sledovala mozgová aktivita pacienta, zatiaľ čo nálada sa sledovala pomocou štandardného dotazníka.
Porovnaním týchto dvoch typov informácií vedci navrhli algoritmus, ktorý vyťažil malé množstvo „neurálnych prediktorov“- dynamických vzorcov aktivity neurónovej siete -, ktoré by dokázali presne predpovedať neustále sa meniace pocity človeka.
Objavilo sa niekoľko ohniskov, vrátane limbického systému, predtým identifikovaného centra riadenia nálady a motivácie.
„Tieto biomarkery dynamickej nálady a algoritmy, ktoré dekódujú náladu, môžu poskytnúť obraz mozgových procesov, ktoré sú základom riadenia nálady,“uzavrela Sani.
Je to tiež prvý krok k personalizovanej mozgovej stimulácii pre depresiu.
Podľa Nature už Sani a Cheng vyvinuli testovací systém pripravený na testovanie na ľuďoch. Slučkové systémy, ako je tento, už boli testované na niekoľkých ľuďoch, ale Cheng zdôrazňuje, že tieto predbežné výsledky je potrebné ďalej overovať.
Prekročiť hranicu
Druhý tím vedcov pod vedením neurochirurga Všeobecnej nemocnice v Massachusetts Emada Eskandara zvolil trochu iný prístup.
Takzvaný transdiagnostický prístup sa zameriava skôr na spoločné črty rôznych duševných porúch ako na konkrétnu poruchu nálady. Vedci teda vyvinuli algoritmy, ktoré zachytávajú a zvýrazňujú mozgovú aktivitu spojenú so známymi aspektmi zlej nálady, ako sú zvýšená úzkosť, zábudlivosť a nedostatok empatie.
Eskandar je presvedčený, že mozgové vlny sú iba malou časťou údajov. Jeho tím tiež dúfa, že zaznamená činnosť jednotlivých neurónov na identifikáciu tých, ktoré vedú k duševným chorobám.
Cieľ je, samozrejme, mimoriadne ambiciózny. Ak bude Eskandar úspešný, bude schopný sledovať príznaky ochorenia, od jednotlivých neurónov až po neurálne vzorce mozgovej aktivity - a potom bude možné zostaviť viacvrstvový atlas pre lekárov, ktorí ho môžu použiť na nájdenie najlepších liečebných metód.
Vedci študovali na konferencii svoje vlastné schopnosti a predstavili algoritmus, ktorý detekuje, keď ľudia niečo stratia z dohľadu kvôli nedostatku pozornosti. Účastníci boli požiadaní, aby sa sústredili na úlohu - napríklad identifikáciu emócií na tvárach generovaných počítačom - a zároveň sledovali svoju mozgovú aktivitu. Algoritmus sa nakoniec naučil identifikovať vzorce nervovej aktivity spojené s rozptýlením.
Keď vedci stimulovali mozog dobrovoľníkov v oblasti rozhodovania, ich výkonnosť pri riešení problémov sa výrazne zlepšila. Zmizli aj štruktúry nervovej aktivity „rozptýleného mozgu“.
Tím v súčasnosti pracuje na automatizácii procesu tak, aby algoritmus priamo indukoval stimuláciu počas pozornosti.
Mozog naruby
Ak sa tieto projekty DARPA uskutočnia, naša liečba duševných chorôb sa radikálne zmení. Vedci sa však obávajú, že by sme mohli vstúpiť do mínového poľa etiky.
Aby bolo možné tieto uzavreté systémy plne implementovať, musí algoritmus vždy poznať skutočné pocity človeka. Aj keď zmeny nálad nehlási, údaje majú k dispozícii vedci a lekári. A ak sa takéto liečby niekedy komercializujú, budú pacienti schopní dôverovať spoločnostiam, že budú udržiavať svoje pocity a emócie v bezpečí?
Niektorí vedci sa tiež obávajú, že elektrická tabletka šťastia zmení ego človeka.
„Pri akejkoľvek liečbe chorôb mozgu riskujeme, že budeme všetci rovnakí, a každú odchýlku od normy považujeme za chorobu,“hovorí doktorka Karen Rommelfangerová z Emory University o palivách a mazivách. "Chceme v tom všetkom vidieť mágiu." Chceme sa však depresie úplne zbaviť? Nie, a nemal by. Byť človekom znamená zažiť celý rad zážitkov, “hovorí.
Nikdy nebude zbytočné o tom hovoriť. Ale podľa Changa už krátkodobé výhody - schopnosť zbaviť človeka tejto celej škály príznakov - už robia projekty užitočnými. "Toto je prvýkrát, čo otvárame okno do mozgu," hovorí.
Iľja Khel