Quantumrun

CRÉDITO DA IMAXE: Quantumrun

Comprender o cerebro para borrar enfermidades mentais: o futuro da saúde P5

David Tal, Editor, Futurista
@DavidTalWrites
LinkedIn

Mar, 09/15/2020 - 05:34

100 mil millóns de neuronas. 100 billóns de sinapses. 400 millas de vasos sanguíneos. O noso cerebro frustra a ciencia coa súa complexidade. De feito, permanecen 30 veces máis poderoso que o noso máis rápido superordenador.

Pero ao desvelar o seu misterio, abrimos un mundo libre de lesións cerebrais permanentes e trastornos mentais. Ademais, poderemos aumentar a nosa intelixencia, borrar recordos dolorosos, conectar as nosas mentes aos ordenadores e mesmo conectar as nosas mentes coas mentes dos demais.

Seino que todo parece tolo, pero a medida que leas, comezarás a comprender o preto que estamos de avances que cambiarán facilmente o que significa ser humano.

Por fin entendendo o cerebro

O cerebro medio é unha densa colección de neuronas (células que conteñen datos) e sinapses (vías que permiten que as neuronas se comuniquen). Pero exactamente como se comunican esas neuronas e sinapses e como as diferentes partes do cerebro afectan a diferentes partes do teu corpo, iso segue sendo un misterio. Nin sequera dispoñemos de ferramentas o suficientemente poderosas como para comprender completamente este órgano. Peor aínda, os neurocientíficos do mundo nin sequera teñen unha teoría unificada de acordo sobre como funciona o cerebro.

Este estado de cousas débese en gran medida á natureza descentralizada da neurociencia, xa que a maioría das investigacións cerebrais teñen lugar en universidades e institutos científicos de todo o mundo. Porén, prometendo novas iniciativas, como os EUA iniciativa BRAIN e UE Proxecto Cerebro Humano—agora están en marcha para centralizar a investigación do cerebro, xunto con maiores orzamentos de investigación e directrices de investigación máis centradas.

Xuntos, estas iniciativas esperan facer grandes avances no campo da neurociencia da Conectómica, o estudo da conectores: mapas completos de conexións dentro do sistema nervioso dun organismo. (Basicamente, os científicos queren entender o que realmente fai cada neurona e sinapse dentro do teu cerebro). Para iso, os proxectos que máis atención reciben inclúen:

Optogenética. Refírese a unha técnica de neurociencia (relacionada coa conectómica) que utiliza a luz para controlar as neuronas. En inglés, isto significa usar as últimas ferramentas de edición xenética descritas en capítulos anteriores desta serie para modificar xeneticamente as neuronas dentro do cerebro dos animais de laboratorio, para que se sensibilicen á luz. Isto fai que sexa máis fácil controlar que neuronas se activan dentro do cerebro sempre que estes animais se moven ou pensan. Cando se aplica aos humanos, esta tecnoloxía permitirá aos científicos comprender con máis precisión que partes do cerebro controlan os seus pensamentos, emocións e corpo.

Codificación de barras do cerebro. Outra técnica, Codificación de barras FISSEQ, inxecta ao cerebro un virus especialmente deseñado para imprimir códigos de barras únicos de xeito inofensivo nas neuronas infectadas. Isto permitirá que os científicos identifiquen as conexións e a actividade ata a sinapse individual, superando potencialmente a optoxenética.

Imaxe de todo o cerebro. En lugar de identificar a función das neuronas e das sinapses individualmente, un enfoque alternativo é rexistralas todas simultaneamente. E, sorprendentemente, xa temos as ferramentas de imaxe (de todos os xeitos as primeiras versións) para facelo. A desvantaxe é que a imaxe dun cerebro individual xera ata 200 terabytes de datos (aproximadamente o que xera Facebook nun día). E só será ata ordenadores cuánticos entrar no mercado, a mediados da década de 2020, poderemos procesar completamente esa cantidade de grandes datos facilmente.

Secuenciación e edición de xenes. Descrito en capítulo tres, e neste contexto, aplicada ao cerebro.

En xeral, o reto de mapear o conectoma está a ser comparado co de mapear o xenoma humano, logrado en 2001. Aínda que é moito máis desafiante, a recompensa final do conectoma (a principios da década de 2030) allanará o camiño cara a unha gran teoría do cerebro que unirá o campo da neurociencia.

Este futuro nivel de comprensión pode levar a unha variedade de aplicacións, como extremidades protésicas perfectamente controladas pola mente, avances na interface cerebro-ordenador (BCI), comunicación cerebro-cerebro (ola, telepatía electrónica), carga de coñecementos e habilidades no cerebro, Carga da túa mente na web como unha matriz: ¡funciona! Pero para este capítulo, centrémonos en como se aplicará esta gran teoría á cura do cerebro e da mente.

Tratamento decisivo para a enfermidade mental

En xeral, todos os trastornos mentais derivan dun ou dunha combinación de defectos xenéticos, lesións físicas e trauma emocional. No futuro, recibirá un tratamento personalizado para estas enfermidades cerebrais baseado nunha combinación de tecnoloxía e técnicas de terapia que o diagnosticarán perfectamente.

Para os trastornos mentais causados principalmente por defectos xenéticos, incluíndo enfermidades como a enfermidade de Parkinson, o TDAH, o trastorno bipolar e a esquizofrenia, estes non só se diagnosticarán moito máis cedo na vida mediante probas/secuenciación xenética do mercado masivo, senón que despois seremos capaz de editar estes xenes problemáticos (e os seus trastornos correspondentes) mediante procedementos personalizados de terapia xénica.

Para os trastornos mentais causados por lesións físicas, incluídas conmocións cerebrales e lesións traumáticas cranioencefálicas (TCE) por accidentes laborais ou combates en zonas de guerra, estas condicións eventualmente trataranse mediante unha combinación de terapia con células nai para recuperar as áreas lesionadas do cerebro (descritas no último capítulo), así como implantes cerebrais especializados (neuroprótesis).

Este último, en particular, xa está sendo probado activamente para o seu uso no mercado masivo en 2020. Usando unha técnica chamada estimulación cerebral profunda (DBS), os cirurxiáns implantan un electrodo fino de 1 milímetro nunha zona específica do cerebro. Do mesmo xeito que un marcapasos, estes implantes estimulan o cerebro cun fluxo de electricidade suave e constante para interromper os bucles de retroalimentación negativa que causan trastornos mentais perturbadores. Xa o fixeron atopouse con éxito no tratamento de pacientes con TOC grave, insomnio e depresión.

Pero cando se trata deses trastornos mentais paralizantes causados por trauma emocional, incluído o trastorno de estrés postraumático (TEPT), períodos extremos de dor ou culpa, exposición prolongada ao estrés e abuso mental do teu entorno, etc., estas condicións son un crebacabezas máis complicado. curar.

A praga dos recordos problemáticos

Do mesmo xeito que non existe unha gran teoría do cerebro, a ciencia tampouco ten unha comprensión completa de como formamos os recordos. O que si sabemos é que as memorias clasifícanse en tres tipos xerais:

Memoria sensorial: “Lembro que vira pasar ese coche hai catro segundos; cheirando ese posto de perritos quentes hai tres segundos; escoitando unha canción de rock clásico ao pasar pola tenda de discos”.

Memoria a curto prazo"Hai uns dez minutos, un partidario da campaña chamou á miña porta e falou comigo sobre por que debería votar a Trump como presidente".

Memoria a longo prazo: "Hai sete anos, fun de viaxe en euros con dous amigos. Unha vez, recordo que me drogaron cos cogomelos en Amsterdam e que, dalgunha maneira, acabei en París ao día seguinte. O mellor momento de sempre."

Destes tres tipos de memoria, as memorias a longo prazo son as máis complexas; conteñen subclases como memoria implícita memoria explícita, o último dos cales se pode desglosar aínda máis por memoria semántica, memoria episódica, e máis importante, recordos emocionais. Esta complexidade é polo que poden causar tanto dano.

A incapacidade de rexistrar e procesar correctamente as memorias a longo prazo é a principal razón detrás de moitos trastornos psicolóxicos. Tamén é por iso que o futuro da cura de trastornos psicolóxicos implicará restaurar os recordos a longo prazo ou axudar aos pacientes a xestionar ou borrar por completo os recordos problemáticos a longo prazo.

Restaurando recordos para curar a mente

Ata agora, houbo poucos tratamentos efectivos para os enfermos de TCE ou trastornos xenéticos como a enfermidade de Parkinson, onde se trata de restaurar os recordos a longo prazo perdidos (ou deter a perda en curso). Só nos Estados Unidos, 1.7 millóns sofren de TCE cada ano, dos cales 270,000 son veteranos militares.

A terapia con células nai e xénica aínda está a polo menos unha década (~ 2025) de curar as lesións de TCE e curar o Parkinson. Ata entón, os implantes cerebrais similares aos descritos anteriormente parecen abordar hoxe estas condicións. Xa se usan para tratar a epilepsia, o Parkinson e A enfermidade de Alzheimer pacientes e novos desenvolvementos desta tecnoloxía (especialmente aqueles financiado pola DARPA) podería restaurar a capacidade dos enfermos de TCE para crear novos e restaurar vellos recordos a longo prazo para 2020.

Borrar recordos para curar a mente

Quizais fose enganado por alguén que amaba, ou quizais esqueceches as túas liñas nun importante evento de fala pública; os recordos negativos teñen un desagradable costume de permanecer na túa mente. Estes recordos poden ensinarche a tomar mellores decisións ou poden facelo máis cauteloso de tomar certas accións.

Pero cando as persoas experimentan recordos máis traumáticos, como atopar o corpo asasinado dun ser querido ou sobrevivir a unha zona de guerra, estes recordos poden volverse tóxicos, podendo levar a fobias permanentes, abuso de sustancias e cambios negativos na personalidade, como o aumento da agresión, a depresión. , etc. O TEPT, por exemplo, denomínase a miúdo como a enfermidade da memoria; os incidentes traumáticos e as emocións negativas sentidas ao longo do tempo, permanecen atrapados no presente xa que os enfermos non poden esquecer e diminuír a súa intensidade co paso do tempo.

É por iso que cando as terapias tradicionais baseadas na conversa, as drogas, e incluso as recentes terapias baseadas en realidade virtual, non axudan ao paciente a superar o seu trastorno baseado na memoria, os futuros terapeutas e médicos poden prescribir a eliminación da memoria traumática por completo.

Si, sei, isto parece un dispositivo de trama de ciencia ficción da película, Brillo Eterno dunha Mente Sen Lembranzas, pero a investigación sobre o borrado da memoria avanza máis rápido do que pensas.

A técnica principal traballa a partir dunha nova comprensión de como se lembran os propios recordos. Xa ves, a diferenza do que pode dicirche a sabedoría común, un recordo nunca está gravado na pedra. Pola contra, o acto de lembrar un recordo cambia a propia memoria. Por exemplo, un recordo feliz dun ser querido pode converterse permanentemente nun recordo agridoce, incluso doloroso, se se lembra durante o seu funeral.

A nivel científico, o teu cerebro rexistra as memorias a longo prazo como unha colección de neuronas, sinapses e produtos químicos. Cando lle pides ao teu cerebro que recorde un recordo, ten que reformar esta colección dun xeito específico para que o recordes. Pero é durante iso reconsolidación fase na que a túa memoria é máis vulnerable a ser alterada ou borrada. E iso é exactamente o que os científicos descubriron como facer.

En poucas palabras, as probas iniciais deste proceso son un pouco así:

Visita unha clínica médica para unha cita cun terapeuta especializado e técnico de laboratorio;
A continuación, o terapeuta faríache unha serie de preguntas para illar a causa raíz (memoria) da túa fobia ou TEPT;
Unha vez illado, o terapeuta manteríache pensando e falando sobre ese recordo para manter a túa mente centrada activamente na memoria e nas súas emocións asociadas;
Durante este recordo prolongado, o técnico de laboratorio faría que tragase unha pílula ou lle inxectara a droga inhibidora da memoria;
A medida que o recordo continúa e a droga comeza, as emocións asociadas á memoria comezan a diminuír e esvaecerse, xunto cos detalles selectos da memoria (dependendo da droga utilizada, a memoria pode non desaparecer por completo);
Quédese dentro da habitación ata que a droga desapareza por completo, é dicir, cando se estabilice a súa capacidade natural para formar recordos normais a curto e longo prazo.

Somos unha colección de recordos

Aínda que os nosos corpos poden ser unha xigantesca colección de células, as nosas mentes son unha xigantesca colección de recordos. Os nosos recordos forman a rede subxacente das nosas personalidades e cosmovisións. A eliminación dun só recordo -deliberadamente ou, peor aínda, accidentalmente- tería un efecto imprevisible na nosa psique e no noso funcionamento no noso día a día.

(Agora que penso niso, esta advertencia soa moi similar ao efecto bolboreta mencionado en case todas as películas de viaxes no tempo das últimas tres décadas. Interesante).

Por este motivo, aínda que a minimización e eliminación da memoria parece un enfoque terapéutico emocionante para axudar aos enfermos de TEPT ou ás vítimas de violación a superar o trauma emocional do seu pasado, é importante ter en conta que tales tratamentos nunca se ofrecerán á lixeira.

Aí o tedes, coas tendencias e ferramentas descritas anteriormente, o fin da enfermidade mental permanente e paralizante verase nas nosas vidas. Entre isto e os novos fármacos de gran éxito, a medicina de precisión e o fin das lesións físicas permanentes descritas en capítulos anteriores, pensarías que a nosa serie Future of Health cubriu todo... ben, non do todo. A continuación, comentaremos como serán os hospitais de mañá, así como o estado futuro do sistema sanitario.