Quantumrun

КРЕДИТ ЗА ИЗОБРАЖЕНИЕ: Quantumrun

Разбиране на мозъка за изтриване на психичните заболявания: бъдещето на здравето P5

Дейвид Тал, издател, футурист
@DavidTalПише
LinkedIn

вт., 09 г. - 15:2020 ч

100 милиарда неврони. 100 трилиона синапса. 400 мили кръвоносни съдове. Нашите мозъци осуетяват науката със своята сложност. Всъщност те остават 30 пъти по-мощен от нашия най-бърз суперкомпютър.

Но отключвайки тяхната мистерия, ние отваряме свят без трайни мозъчни наранявания и психични разстройства. Нещо повече, ще можем да увеличим интелигентността си, да изтрием болезнените спомени, да свържем умовете си с компютрите и дори да свържем умовете си с умовете на другите.

Знам, че всичко това звучи налудничаво, но докато четете, ще започнете да разбирате колко близо сме до пробиви, които лесно ще променят какво означава да си човек.

Най-накрая разбиране на мозъка

Средният мозък е гъста колекция от неврони (клетки, които съдържат данни) и синапси (пътища, които позволяват на невроните да комуникират). Но как точно тези неврони и синапси комуникират и как различните части на мозъка влияят на различни части на тялото ви, това остава загадка. Все още дори нямаме достатъчно мощни инструменти, за да разберем напълно този орган. Още по-лошо, световните невролози дори нямат съгласувана единна теория за това как работи мозъкът.

Това състояние на нещата до голяма степен се дължи на децентрализираната природа на неврологията, тъй като повечето изследвания на мозъка се провеждат в университети и научни институти по света. Въпреки това, обещаващи нови инициативи - като САЩ Инициатива BRAIN и ЕС Проект „Човешки мозък“— сега са в ход за централизиране на изследванията на мозъка, заедно с по-големи бюджети за научни изследвания и по-фокусирани изследователски директиви.

Заедно тези инициативи се надяват да направят огромен пробив в областта на неврологията на Connectomics – изследването на съединители: изчерпателни карти на връзките в нервната система на организма. (По принцип учените искат да разберат какво наистина прави всеки неврон и синапс в мозъка ви.) За тази цел проектите, които привличат най-голямо внимание, включват:

Оптогенетика. Това се отнася до невронаучна техника (свързана с конектомиката), която използва светлина за контрол на неврони. На английски това означава използване на най-новите инструменти за генетично редактиране, описани в по-ранните глави от тази серия, за генетично инженерство на неврони в мозъка на лабораторни животни, така че те да станат чувствителни към светлина. Това улеснява наблюдението кои неврони се активират в мозъка, когато тези животни се движат или мислят. Когато се приложи върху хора, тази технология ще позволи на учените да разберат по-точно кои части от мозъка контролират вашите мисли, емоции и тяло.

Баркодиране на мозъка. Друга техника, Баркод FISSEQ, инжектира мозъка със специално разработен вирус, предназначен да отпечатва безвредно уникални баркодове в заразените неврони. Това ще позволи на учените да идентифицират връзките и активността до отделния синапс, потенциално надминавайки оптогенетиката.

Изобразяване на целия мозък. Вместо да идентифицирате функцията на невроните и синапсите поотделно, алтернативен подход е да ги записвате всички едновременно. И достатъчно удивително, ние вече разполагаме с инструментите за изображения (все пак ранни версии), за да направим това. Недостатъкът е, че изобразяването на отделен мозък генерира до 200 терабайта данни (приблизително това, което Facebook генерира за един ден). И ще бъде само докато квантови компютри навлезем на пазара около средата на 2020 г., че ще можем лесно да обработваме това количество големи данни.

Секвениране и редактиране на гени. Описан в глава трета, и в този контекст, приложен към мозъка.

Като цяло, предизвикателството за картографиране на конектома се сравнява с това за картографиране на човешкия геном, постигнато през 2001 г. Макар и много по-предизвикателно, евентуалното изплащане на конектома (до началото на 2030 г.) ще проправи пътя към една велика теория за мозък, който ще обедини областта на неврологията.

Това бъдещо ниво на разбиране може да доведе до различни приложения, като съвършено контролирани от ума протези на крайници, напредък в интерфейса мозък-компютър (BCI), комуникация мозък-мозък (здравей, електронна телепатия), качване на знания и умения в мозъка, Подобно на матрица качване на ума ви в мрежата – работата! Но за тази глава нека се съсредоточим върху това как тази грандиозна теория ще се приложи към изцелението на мозъка и ума.

Решително лечение на психични заболявания

Най-общо казано, всички психични разстройства произтичат от един или комбинация от генни дефекти, физически наранявания и емоционална травма. В бъдеще ще получавате персонализирано лечение за тези мозъчни състояния, базирано на комбинация от технологии и терапевтични техники, които ще ви диагностицират перфектно.

За психичните разстройства, причинени предимно от генетични дефекти – включително болести като болестта на Паркинсон, ADHD, биполярно разстройство и шизофрения – те не само ще бъдат диагностицирани много по-рано в живота чрез бъдещо генетично тестване/секвениране на масовия пазар, но след това ще бъдем в състояние да редактира тези обезпокоителни гени (и съответните им нарушения), използвайки персонализирани процедури за генна терапия.

За психични разстройства, причинени от физически наранявания - включително сътресения и травматични мозъчни увреждания (TBI) от злополуки на работното място или бойни действия във военни зони - тези състояния в крайна сметка ще бъдат лекувани чрез комбинация от терапия със стволови клетки за възстановяване на увредените области на мозъка (описани в последна глава), както и специализирани мозъчни импланти (невропротезиране).

По-специално последният вече се тества активно за употреба на масовия пазар до 2020 г. Използвайки техника, наречена дълбока мозъчна стимулация (DBS), хирурзите имплантират тънък електрод с дебелина 1 милиметър в определена област на мозъка. Подобно на пейсмейкъра, тези импланти стимулират мозъка с лек, постоянен поток от електричество, за да прекъснат вериги на отрицателна обратна връзка, които причиняват разрушителни психични разстройства. Те вече са е установен за успешен при лечение на пациенти с тежко ОКР, безсъние и депресия.

Но когато става дума за тези парализиращи психични разстройства, причинени от емоционална травма - включително посттравматично стресово разстройство (ПТСР), екстремни периоди на скръб или вина, продължително излагане на стрес и психическо насилие от вашата среда и т.н. - тези състояния са по-сложен пъзел да се лекува.

Чумата на неприятните спомени

Точно както няма голяма теория за мозъка, науката също няма пълно разбиране за това как формираме спомени. Това, което знаем е, че спомените се класифицират в три основни типа:

Сензорна памет: „Спомням си, че видях тази кола да мине преди четири секунди; помириса щанда за хот дог преди три секунди; чувайки класическа рок песен, докато минавам покрай магазина за плочи.“

Краткосрочна памет: „Преди около десет минути поддръжник на кампанията почука на вратата ми и разговаря с мен защо трябва да гласувам за Тръмп за президент.“

Дългосрочна памет: „Преди седем години отидох на европътешествие с двама приятели. Веднъж си спомням, че се напих с гъби в Амстердам и след това по някакъв начин се озовах в Париж на следващия ден. Най-доброто време досега.“

От тези три вида памет дългосрочните спомени са най-сложни; те съдържат подкласове като имплицитна памет намлява явна памет, последният от които може да бъде допълнително разбит на семантична памет, епизодична памети най-важното, емоционални спомени. Тази сложност е причината те да причинят толкова много щети.

Неспособността за правилно записване и обработка на дългосрочни спомени е основната причина за много психологически разстройства. Това е и причината бъдещето на лечението на психологически разстройства да включва или възстановяване на дългосрочни спомени, или подпомагане на пациентите да управляват или напълно да изтрият обезпокоителните дългосрочни спомени.

Възстановяване на спомени за излекуване на ума

Досега имаше малко ефективни лечения за страдащи от ЧМТ или генетични заболявания като болестта на Паркинсон, при които става въпрос за възстановяване на изгубени (или спиране на продължаващата загуба) дългосрочни спомени. Само в САЩ 1.7 милиона страдат от TBI всяка година, 270,000 XNUMX от които са военни ветерани.

Стволовите клетки и генната терапия все още са на поне едно десетилетие (~2025 г.) от потенциално заздравяване на наранявания от ЧМТ и лечение на Паркинсон. Дотогава мозъчните импланти, подобни на описаните по-рано, днес изглежда се справят с тези състояния. Те вече се използват за лечение на епилепсия, болест на Паркинсон и Алцхаймер пациенти и по-нататъшното развитие на тази технология (особено тези финансиран от DARPA) може да възстанови способността на страдащите от TBI да създават нови и да възстановяват стари дългосрочни спомени до 2020 г.

Изтриване на спомени за излекуване на ума

Може би сте били измамени от някой, когото сте обичали, или може би сте забравили репликите си на голямо публично събитие; негативните спомени имат неприятния навик да остават в ума ви. Такива спомени могат или да ви научат да вземате по-добри решения, или могат да ви направят по-предпазливи при предприемането на определени действия.

Но когато хората изживеят по-травматични спомени, като намиране на убитото тяло на любим човек или оцеляване във военна зона, тези спомени могат да станат токсични - потенциално водещи до постоянни фобии, злоупотреба с вещества и негативни промени в личността, като повишена агресия, депресия и т.н. ПТСР, например, често се нарича болест на паметта; травматичните инциденти и негативните емоции, изпитвани през цялото време, остават заседнали в настоящето, тъй като страдащите не могат да забравят и намаляват интензивността им с течение на времето.

Ето защо, когато традиционните разговорни терапии, лекарства и дори скорошни терапии, базирани на виртуална реалност, не успяват да помогнат на пациента да преодолее своето разстройство, основано на паметта, бъдещите терапевти и лекари могат да предпишат пълно премахване на травматичния спомен.

Да, знам, това звучи като научна фантастика от филма, Блясъкът на чистия ум, но изследването на изтриването на паметта се развива по-бързо, отколкото си мислите.

Водещата техника работи върху ново разбиране за това как самите спомени се запомнят. Виждате ли, за разлика от това, което обикновената мъдрост може да ви каже, споменът никога не е вграден в камък. Вместо това актът на запомняне на спомен променя самия спомен. Например щастлив спомен за любим човек може завинаги да се превърне в горчив, дори болезнен спомен, ако си го спомните по време на погребението му.

На научно ниво вашият мозък записва дългосрочни спомени като колекция от неврони, синапси и химикали. Когато подканите мозъка си да запомни спомен, той трябва да реформира тази колекция по специфичен начин, за да можете да запомните споменатия спомен. Но това е по време на това уплътняване фаза, когато паметта ви е най-уязвима за промяна или изтриване. И точно това учените са открили как да направят.

Накратко, първоначалните изпитания на този процес вървят малко по следния начин:

Посещавате медицинска клиника за среща със специализиран терапевт и лаборант;
След това терапевтът ще ви зададе поредица от въпроси, за да изолира основната причина (памет) за вашата фобия или посттравматично стресово разстройство;
Веднъж изолиран, терапевтът ще ви накара да мислите и говорите за този спомен, за да поддържа ума ви активно фокусиран върху спомена и свързаните с него емоции;
По време на това продължително припомняне, лаборантът би ви накарал да глътнете хапче или да ви инжектира лекарството, потискащо паметта;
Тъй като припомнянето продължава и лекарството започва да действа, емоциите, свързани с паметта, започват да намаляват и избледняват, заедно с избраните детайли от паметта (в зависимост от използвания наркотик, споменът може да не изчезне напълно);
Оставате в стаята, докато лекарството изчезне напълно, т.е. когато естествената ви способност да формирате нормални краткосрочни и дългосрочни спомени се стабилизира.

Ние сме колекция от спомени

Докато телата ни може да са огромна колекция от клетки, умовете ни са огромна колекция от спомени. Нашите спомени формират основната решетка на нашите личности и светогледи. Премахването на единичен спомен – целенасочено или, още по-лошо, случайно – би имало непредсказуем ефект върху психиката ни и начина, по който функционираме в ежедневния си живот.

(Сега като се замисля, това предупреждение звучи много подобно на ефекта на пеперудата, споменат в почти всеки филм за пътуване във времето през последните три десетилетия. Интересно.)

Поради тази причина, въпреки че минимизирането и премахването на паметта звучи като вълнуващ терапевтичен подход, който да помогне на страдащите от посттравматично стресово разстройство или жертвите на изнасилване да преодолеят емоционалната травма от миналото си, важно е да се отбележи, че подобни лечения никога няма да бъдат предложени с лека ръка.

Ето го, с тенденциите и инструментите, описани по-горе, краят на постоянните и осакатяващи психични заболявания ще бъде видян през живота ни. Между това и хитовите нови лекарства, прецизната медицина и края на постоянните физически наранявания, описани в по-ранните глави, бихте си помислили, че нашата поредица „Бъдещето на здравето“ е покрила всичко… е, не съвсем. След това ще обсъдим как ще изглеждат утрешните болници, както и бъдещото състояние на здравната система.