Ngerteni otak kanggo mbusak penyakit mental: Masa Depan Kesehatan P5

100 milyar neuron. 100 triliun sinaps. 400 mil saka pembuluh getih. Otak kita ngganggu ilmu kanthi kerumitan. Nyatane, dheweke tetep kaping 30 luwih kuat tinimbang sing paling cepet superkomputer.

Nanging kanggo mbukak misteri kasebut, kita mbukak jagad sing bebas saka cedera otak permanen lan gangguan mental. Luwih saka iku, kita bakal bisa nambah kapinteran, mbusak kenangan sing nglarani, nyambungake pikiran karo komputer, lan malah nyambungake pikiran karo pikirane wong liya.

Aku ngerti, sing kabeh muni edan, nanging nalika sampeyan maca ing, sampeyan bakal miwiti kanggo ngerti carane cedhak kita kanggo breakthroughs sing bakal gampang ngganti apa tegese dadi manungsa.

Akhire ngerti otak

Otak rata-rata minangka kumpulan neuron sing padhet (sel sing ngemot data) lan sinapsis (jalur sing ngidini neuron komunikasi). Nanging persis carane neuron lan sinapsis kasebut komunikasi lan kepiye bagean otak sing beda-beda mengaruhi bagean awak sing beda-beda, sing isih dadi misteri. Kita durung duwe alat sing cukup kuat kanggo ngerti organ iki. Luwih elek, ahli saraf ing donya malah ora duwe teori sing disepakati babagan cara kerja otak.

Kahanan iki umume amarga sifat desentralisasi neurosains, amarga umume riset otak ditindakake ing universitas lan lembaga ilmiah ing saindenging jagad. Nanging, njanjeni inisiatif anyar-kaya AS Inisiatif BRAIN lan EU Proyek Otak ManungsaSaiki lagi ditindakake kanggo sentralisasi riset otak, bebarengan karo anggaran riset sing luwih gedhe lan arahan riset sing luwih fokus.

Bebarengan, inisiatif iki ngarep-arep bisa nggawe terobosan gedhe ing bidang neurosains Connectomics - sinau babagan sambungan: peta lengkap babagan sambungan ing sistem saraf organisme. (Sejatine, para ilmuwan pengin ngerti apa sing ditindakake saben neuron lan sinapsis ing otak sampeyan.) Kanggo tujuan iki, proyek-proyek sing paling digatekake kalebu:

Optogenetics. Iki nuduhake teknik neuroscience (gandheng karo connectomics) sing nggunakake cahya kanggo ngontrol neuron. Ing basa Inggris, iki tegese nggunakake alat panyuntingan genetik paling anyar sing diterangake ing bab sadurunge seri iki kanggo ngrancang neuron sacara genetis ing otak kewan laboratorium, saengga dadi sensitif marang cahya. Iki nggawe luwih gampang kanggo ngawasi neuron sing murub ing otak nalika kewan iki obah utawa mikir. Nalika ditrapake kanggo manungsa, teknologi iki bakal ngidini para ilmuwan luwih ngerti babagan bagean otak sing ngontrol pikiran, emosi, lan awak.

Barcode otak. Teknik liyane, FISSEQ barcode, nyuntikake otak karo virus direkayasa khusus dirancang kanggo harmlessly nyetak barcode unik menyang neuron infèksi. Iki bakal ngidini para ilmuwan kanggo ngenali sambungan lan kegiatan mudhun menyang sinaps individu, duweni potensi outperforming optogenetics.

Pencitraan otak kabeh. Tinimbang ngenali fungsi neuron lan sinapsis kanthi individu, pendekatan alternatif yaiku ngrekam kabeh bebarengan. Lan nggumunake, kita wis duwe alat pencitraan (versi awal) kanggo nindakake. Kelemahane yaiku pencitraan otak individu ngasilake data nganti 200 terabyte (kira-kira apa sing digawe Facebook sajrone sedina). Lan mung bakal nganti komputer kuantum mlebu pasar, sekitar pertengahan 2020-an, supaya kita bisa ngolah data gedhe kanthi gampang.

Urutan lan panyuntingan gen. Digambarake ing bab telu, lan ing konteks iki, ditrapake ing otak.

Sakabèhé, tantangan pemetaan metu connectome dibandhingake karo pemetaan génom manungsa, ngrambah bali ing 2001. Nalika adoh luwih tantangan, connectome pungkasan payoff (ing awal 2030s) bakal mbukak dalan menyang teori grand otak sing bakal nyawiji bidang neuroscience.

Tingkat pangerten ing mangsa ngarep iki bisa nyebabake macem-macem aplikasi, kayata anggota prostetik sing dikontrol pikiran kanthi sampurna, kemajuan ing Antarmuka Komputer-Otak (BCI), komunikasi otak-ke-otak (halo, telepati elektronik), kawruh lan skill ngunggah menyang otak, Matriks-kaya uploading saka pikiran menyang web-karya! Nanging kanggo bab iki, ayo fokus ing kepiye teori gedhe iki ditrapake kanggo nambani otak lan pikiran.

Pangobatan sing nemtokake kanggo penyakit mental

Umumé, kabeh kelainan mental asale saka siji utawa kombinasi cacat gen, ciloko fisik, lan trauma emosional. Ing mangsa ngarep, sampeyan bakal nampa perawatan khusus kanggo kondisi otak iki adhedhasar kombinasi teknologi lan teknik terapi sing bakal diagnosa sampeyan kanthi sampurna.

Kanggo kelainan mental sing disebabake dening cacat genetis-kalebu penyakit kaya penyakit Parkinson, ADHD, kelainan bipolar, lan skizofrenia-iki ora mung bakal didiagnosis luwih awal ing urip liwat mangsa, testing / urutan genetik pasar massal, nanging kita bakal bisa nyunting gen sing ngganggu iki (lan kelainan sing cocog) nggunakake prosedur terapi gen sing disesuaikan.

Kanggo kelainan mental sing disebabake ciloko fisik-kalebu geger otak lan ciloko otak traumatik (TBI) saka kacilakan ing papan kerja utawa pertempuran ing zona perang-kahanan kasebut pungkasane bakal diobati liwat kombinasi terapi sel stem kanggo tuwuh maneh area otak sing tatu (digambarake ing bab pungkasan), uga implan otak khusus (neuroprosthetics).

Sing terakhir, utamane, wis diuji kanthi aktif kanggo panggunaan pasar massal ing taun 2020. Nggunakake teknik sing disebut stimulasi otak jero (DBS), ahli bedah implan elektroda tipis 1 milimeter menyang area tartamtu ing otak. Kaya alat pacu jantung, implan iki ngrangsang otak kanthi aliran listrik sing entheng lan mantep kanggo ngganggu puteran umpan balik negatif sing nyebabake gangguan mental sing ngganggu. Dheweke wis wis ketemu sukses ing nambani patients karo OCD abot, insomnia, lan depresi.  

Nanging nalika nerangake kelainan mental sing lumpuh sing disebabake dening trauma emosional-kalebu gangguan stres pasca-trauma (PTSD), sungkowo utawa rasa salah sing nemen, paparan stres sing suwe lan penyalahgunaan mental saka lingkungan sampeyan, lan liya-liyane - kahanan kasebut minangka teka-teki sing luwih angel. kanggo nambani.

Wewelak kenangan sing repot

Kaya ora ana teori gedhe babagan otak, ilmu pengetahuan uga ora duwe pangerten lengkap babagan carane nggawe kenangan. Sing kita ngerti yaiku kenangan diklasifikasikake dadi telung jinis umum:

Memori sensori: “Aku kelingan weruh mobil kuwi liwat patang detik kepungkur; mambu sing asu panas ngadeg telung detik kepungkur; krungu lagu rock klasik nalika liwat toko rekaman.”

Memori short-term: "Kira-kira sepuluh menit kepungkur, panyengkuyung kampanye nuthuk lawangku lan ngomong karo aku babagan kenapa aku kudu milih Trump dadi presiden."

Memori jangka panjang: "Pitung taun kepungkur, aku lunga menyang Euro trip karo loro konco. Sawijining wektu, aku elinga munggah ing shrooms ing Amsterdam lan banjur piye wae mungkasi munggah ing Paris dina sabanjuré. Wektu paling apik.”

Saka telung jinis memori kasebut, kenangan jangka panjang sing paling rumit; padha ngemot subclasses kaya memori implisit lan memori eksplisit, sing terakhir bisa luwih dipecah dening memori semantik, memori episodik, lan sing paling penting, kenangan emosional. Kerumitan iki sebabe bisa nyebabake karusakan akeh.

Ketidakmampuan kanggo ngrekam lan ngolah kenangan jangka panjang kanthi bener minangka alasan utama kanggo akeh gangguan psikologis. Iki uga sebabe masa depan ngobati gangguan psikologis bakal kalebu mulihake kenangan jangka panjang utawa mbantu pasien ngatur utawa ngilangi kenangan jangka panjang sing angel.

Mulihake kenangan kanggo nambani pikiran

Nganti saiki, ana sawetara perawatan sing efektif kanggo penderita TBI utawa kelainan genetis kaya penyakit Parkinson, ing ngendi bisa mulihake kenangan sing ilang (utawa mungkasi mundhut) kenangan jangka panjang. Ing AS wae, 1.7 yuta nandhang TBI saben taun, 270,000 sing dadi veteran militer.

Terapi sel induk lan gen isih paling sethithik sepuluh taun (~ 2025) saka potensial nambani ciloko TBI lan nambani Parkinson. Nganti saiki, implan otak sing padha karo sing diterangake sadurunge katon kanggo ngatasi kondisi kasebut saiki. Dheweke wis digunakake kanggo nambani epilepsi, Parkinson, lan Alzheimer pasien, lan pangembangan teknologi iki (utamane sing didanai dening DARPA) bisa mulihake kemampuan penderita TBI kanggo nggawe anyar lan mulihake kenangan jangka panjang lawas ing taun 2020.

Mbusak kenangan kanggo nambani pikiran

Mungkin sampeyan diapusi dening wong sing sampeyan tresnani, utawa sampeyan lali garis sampeyan ing acara pidato umum; kenangan negatif duwe pakulinan njijiki saka lingering ing atine. Kenangan kasebut bisa mulang sampeyan nggawe keputusan sing luwih apik, utawa bisa nggawe sampeyan luwih ati-ati kanggo tumindak tartamtu.

Nanging nalika wong ngalami kenangan sing luwih traumatis, kayata nemokake awak sing dipateni wong sing ditresnani utawa slamet ing zona perang, kenangan kasebut bisa dadi beracun - bisa nyebabake fobia permanen, penyalahgunaan zat, lan owah-owahan negatif ing pribadine, kayata tambah agresi, depresi. , etc PTSD, contone, asring diarani minangka penyakit memori; kedadean traumatik lan emosi negatif felt saindhenging, tetep macet ing saiki minangka panandhang ora bisa lali lan ngurangi kakiyatan sing liwat wektu.

Mulane nalika terapi tradisional adhedhasar obrolan, obat-obatan, lan malah anyar terapi adhedhasar kasunyatan virtual, gagal mbantu pasien ngatasi kelainan sing adhedhasar memori, terapi lan dokter ing mangsa ngarep bisa menehi resep ngilangi memori traumatik kabeh.

Ya, aku ngerti, iki kaya piranti plot Sci-Fi saka film kasebut, Sunshine langgeng saka Mind resik, nanging riset babagan penghapusan memori luwih cepet tinimbang sing sampeyan pikirake.

Technique anjog makarya mati pangerten anyar carane pengeling-eling dhewe eling. Sampeyan ndeleng, ora kaya kawicaksanan umum sing bisa dicritakake, memori ora bakal ana ing watu. Nanging, tumindak ngeling-eling memori ngganti memori kasebut dhewe. Contone, kenangan sing seneng karo wong sing ditresnani bisa dadi kenangan pahit, malah nglarani, yen dieling-eling nalika dikubur.

Ing tingkat ilmiah, otak sampeyan nyathet kenangan jangka panjang minangka kumpulan neuron, sinapsis, lan bahan kimia. Nalika sampeyan njaluk otak kanggo elinga memori, iku perlu kanggo reformasi koleksi iki ing cara tartamtu kanggo elinga memori ngandika. Nanging sak iki nggabungake maneh fase nalika memori sampeyan paling rentan kanggo diowahi utawa dibusak. Lan persis apa sing ditemokake para ilmuwan babagan carane nindakake.

Ing ringkesan, uji coba awal proses iki kaya mangkene:

• Sampeyan ngunjungi klinik medis kanggo janjian karo ahli terapi lan teknisi laboratorium khusus;

• Therapist banjur bakal takon sampeyan sawetara pitakonan kanggo ngisolasi sabab ROOT (memori) saka fobia utawa PTSD;

• Sawise diisolasi, terapis bakal nggawe sampeyan mikir lan ngomong babagan memori kasebut supaya pikiran sampeyan fokus ing memori lan emosi sing ana gandhengane;

• Sajrone pengeling-eling sing suwe iki, teknisi lab bakal njaluk sampeyan ngulu pil utawa nyuntikake obat sing nyegah memori;

• Nalika pangeling-eling terus lan obat kasebut diwiwiti, emosi sing ana gandhengane karo memori wiwit suda lan sirna, bebarengan karo rincian memori sing dipilih (gumantung saka obat sing digunakake, memori bisa uga ora ilang kabeh);

• Sampeyan tetep ing njero ruangan nganti obat kasebut ilang, yaiku nalika kemampuan alami kanggo mbentuk kenangan jangka pendek lan jangka panjang normal stabil.

Kita koleksi kenangan

Nalika awak kita bisa dadi koleksi sel raksasa, pikiran kita minangka koleksi kenangan sing gedhe. Kenangan kita mbentuk kisi dhasar saka kapribaden lan worldviews kita. Ngilangi memori siji-sing sengaja utawa, luwih elek, ora sengaja-bakal duwe efek sing ora bisa ditebak ing psyche lan cara kerjane ing urip saben dinane.

(Saiki aku mikir babagan iki, bebaya iki meh padha karo efek kupu-kupu sing disebutake ing meh kabeh film perjalanan sajrone telung dekade kepungkur. Menarik.)

Mulane, nalika minimalake memori lan mbusak kaya pendekatan terapi sing nyenengake kanggo mbantu penderita PTSD utawa korban rudo pekso ngatasi trauma emosional sing kepungkur, penting kanggo dicathet yen perawatan kasebut ora bakal ditawakake kanthi entheng.

Ing kana, kanthi tren lan alat sing wis kasebut ing ndhuwur, pungkasane penyakit mental sing permanen lan lumpuh bakal katon ing umur kita. Antarane iki lan obat-obatan anyar blockbuster, obat tliti, lan pungkasan ciloko fisik permanen sing diterangake ing bab sadurunge, sampeyan bakal mikir manawa seri Masa Depan Kesehatan kita wis nutupi kabeh ... uga, ora cukup. Sabanjure, kita bakal ngrembug kaya apa rumah sakit sesuk, uga kahanan sistem perawatan kesehatan ing mangsa ngarep.

Masa depan seri kesehatan

Kesehatan Nyedhak Revolusi: Masa Depan Kesehatan P1

Pandemi Sesuk lan Narkoba Super Dirancang kanggo Nglawan: Masa Depan Kesehatan P2

Precision Healthcare Tutul menyang Genome sampeyan: Masa Depan Kesehatan P3

Pungkasan Ciloko Fisik lan Cacat Permanen: Masa Depan Kesehatan P4

Ngalami Sistem Perawatan Kesehatan Besok: Masa Depan Kesehatan P6

Tanggung Jawab babagan Kesehatan Sampeyan: Masa Depan Kesehatan P7