Šī mēneša sākumā Neirozinātņu biedrības ikgadējā konferencē divas zinātnieku grupas demonstrēja jaunas tehnoloģijas, kas varētu dot mums mūžīgu svētlaimi. Ko darīt, ja mūžīgās laimes noslēpums slēpjas smadzeņu implantā? Vienkārši iedomājieties: sīku elektrodu komplekts klusi sēž dažādās smadzeņu daļās, reālā laikā reģistrējot šī orgāna elektrisko aktivitāti. Dati tiek nosūtīti uz personīgo algoritmu - "garastāvokļa karti" -, kas var novērtēt cilvēka vispārējo noskaņojumu, pamatojoties tikai uz smadzeņu viļņiem.
Kad sistēma reģistrē modeļus, kas norāda uz depresijas epizodes sākšanos, tā nosūta elektriskos signālus smadzeņu garastāvokļa centram. Algoritma nomodā sistēma turpina stimulēt, līdz bojātās ķēdes tiek atgrieztas "laimīgajā" stāvoklī.
Algoritms ir pilnīgi neatkarīgs. Katrs signāls, katrs iestatījums ir paslēpts zem vāciņa. Sistēmai nav nepieciešama ārsta vadība, un persona nezina par signāliem - tikai izjūt vispārēju skumju atvieglojumu.
DARPA finansētie zinātnieki cer, ka šie futūristiskie slēgta cikla implanti kādu dienu palīdzēs veterāniem ar PTSS - posttraumatiskā stresa traucējumiem - vai cilvēkiem ar smagu depresiju, kuri nereaģē uz medikamentiem.
"Smadzenes ļoti atšķiras no visiem citiem orgāniem, pateicoties to tīklošanās un pielāgošanās spējai," saka DARPA programmas vadītājs Džastins Sančess. "Reāllaika slēgtas neironu saskarnes ļauj mums attālināties no tradicionālā statiskā smadzeņu skata un virzīties uz precīzu ārstēšanu."
Kaut arī šī sistēma galvenokārt tika izstrādāta, lai palīdzētu cilvēkiem ar garīgām slimībām, tās potenciālā ietekme varētu būt daudz plašāka.
Acīmredzot smadzeņu operācija ir augsta cena, kas jāmaksā par “stimulēto laimi”, īpaši vidusmēra cilvēkam. Tomēr ir iespējams, ka sistēmas komponentus galu galā varētu aizstāt ar neinvazīviem veidiem, kā izmērīt un stimulēt smadzeņu darbību.
Kas tad notiek? Vai jūs varēsiet uzticēties citiem ar tiešu, pastāvīgu, hronisku piekļuvi savām iekšējām izjūtām? Vai jums radīsies kārdinājums visas emocijas noslīcināt laime?
Reklāmas video:
Rakt dziļāk
Protams, tas viss ir iespējams tikai tad, ja sistēma darbojas.
Sistēma ir balstīta uz veco smadzeņu dziļās stimulācijas (DBS) tehnoloģiju.
Pirmo reizi apstiprināts kustību simptomu ārstēšanai Parkinsona slimības laikā, GSM paļaujas uz elektrodiem, kas tieši implantēti smadzenēs, lai nodrošinātu elektriskos impulsus. Šie impulsi mijiedarbojas ar vietējiem neironiem un maina to aktivitāti.
Tāpat kā iemetot oļu negāzēta ūdens dīķī, izmaiņas šajā neironu pamatgrupā pulsē caur nervu ķēdēm. Kaut arī neirozinātnieki nav pilnībā izpratuši specifiskos mehānismus, šķiet, ka GSF atvieglo dažādus neiroloģiskus traucējumus. Vismaz daži izkaisītie testi to ir parādījuši.
Vienā no pirmajām degvielu un smērvielu jaudas demonstrācijām zinātnieki ieslēdza un izslēdza stimulācijas sistēmu, nomāktam pacientam vaicājot, kā viņš jūtas. Neticami, ka pacients ziņoja par "paaugstinātu garastāvokli" tikai tad, kad sistēma darbojās - kaut arī viņš saprata, ka zinātnieki ir aktivizējuši elektriskos impulsus.
Šis un citi agrīnie veiksmes stāsti izraisīja nesen veiktu plašu klīnisko pētījumu, kurā piedalījās 90 cilvēki ar depresiju. Sliktas ziņas: Pētījumos vidēji pēc ārstēšanas gada netika konstatēti uzlabojumi.
Bet doktors Edvards Čangs, Kalifornijas Universitātes, Sanfrancisko, neirozinātnieks, kurš vada vienu no projektiem, domā, ka tas ir tikai sākums.
Lielākā daļa degvielu un smērvielu depresiju ārstē vienādi, lai gan cilvēki to piedzīvo atšķirīgi. Šīs sistēmas iegremdē smadzenes pastāvīgos elektriskos impulsos. Stimulācijas protokolu nosaka ārsts, nevis faktiskais pacienta smadzeņu stāvoklis. Pēc Čanga teiktā, ir svarīgi izveidot implantus, kas īpaši izstrādāti, lai izturētos pret katru cilvēku individuāli - un ieslēdziet sistēmu tikai tad, kad tas ir nepieciešams.
Garastāvokļa karte
Uzaicinot Kalifornijas dienvidu universitātes elektroinženieri doktoru Omidu G. Sani, zinātnieki izstrādāja algoritmu, kas smadzeņu viļņus pārveido subjektīvās garastāvokļa izjūtās. Komanda strādāja ar sešiem epilepsijas pacientiem ar jau implantētiem elektrodiem, lai izsekotu viņu lēkmju avotu. Trīs nedēļas pacienta smadzeņu aktivitāte tika rūpīgi uzraudzīta, savukārt garastāvoklis tika kontrolēts, izmantojot standarta anketu.
Salīdzinot šos divus informācijas veidus, zinātnieki izstrādāja algoritmu, kas ieguva nelielu skaitu "neironu pareģotāju" - neironu tīkla darbības dinamiskos modeļus -, kas varētu precīzi paredzēt cilvēka pastāvīgi mainīgās jūtas.
Ir parādījušās vairākas perēkļi, tostarp limbiskā sistēma, kas iepriekš bija noskaņojuma un motivācijas pārvaldības centrs.
"Šie dinamiskā noskaņojuma biomarķieri un algoritmi, kas atšifrē garastāvokli, var sniegt priekšstatu par smadzeņu procesiem, kas ir garastāvokļa pārvaldības pamatā," secināja Sani.
Tas ir arī pirmais solis ceļā uz personalizētu smadzeņu stimulāciju depresijas gadījumā.
Pēc Dabas teiktā, Sani un Čenga jau ir izstrādājuši testa sistēmu, kas ir gatava testēšanai ar cilvēkiem. Šādas lokālas sistēmas jau ir pārbaudītas vairākiem cilvēkiem, taču Čengs uzsver, ka šie sākotnējie rezultāti ir jāpārbauda tālāk.
Šķērsojiet līniju
Otra zinātnieku grupa, kuru vada Masačūsetsas Vispārējās slimnīcas neiroķirurgs Emads Eskandars, izmantoja nedaudz atšķirīgu pieeju.
Tā sauktā transdiagnostiskā pieeja drīzāk aplūko dažādu garīgo traucējumu kopīgās iezīmes, nevis konkrētus garastāvokļa traucējumus. Tātad zinātnieki ir izstrādājuši algoritmus, kas uztver un izceļ smadzeņu darbību, kas saistīta ar labi zināmiem slikta garastāvokļa aspektiem, piemēram, palielinātu trauksmi, aizmāršību un empātijas trūkumu.
Eskandars uzskata, ka smadzeņu viļņi ir tikai neliela daļa no datiem. Viņa komanda arī cer reģistrēt atsevišķu neironu darbību, lai identificētu tos, kas izraisa garīgas slimības.
Mērķis, protams, ir ārkārtīgi ambiciozs. Ja tas izdosies, Eskandar varēs izsekot slimības simptomus, sākot no atsevišķiem neironiem līdz smadzeņu darbības nervu ķēdēm - un tad būs iespējams sastādīt daudzslāņu atlantu ārstiem, kuri to var izmantot, lai atrastu labākās ārstēšanas metodes.
Pētot savas iespējas, zinātnieki konferencē prezentēja algoritmu, kas nosaka, kad cilvēki uzmanības deficīta dēļ kaut ko aizmirst. Dalībniekiem tika lūgts koncentrēties uz kādu uzdevumu, piemēram, emociju identificēšanu uz datora veidotām sejām, vienlaikus novērojot viņu smadzeņu darbību. Algoritms galu galā iemācījās noteikt nervu darbības modeļus, kas saistīti ar uzmanību.
Kad zinātnieki stimulēja brīvprātīgo smadzenes lēmumu pieņemšanas reģionā, viņu problēmu risināšana ievērojami uzlabojās. Pazuda arī "izkaisīto smadzeņu" nervu darbības struktūras.
Komanda šobrīd strādā pie procesa automatizācijas, lai uzmanības deficīta laikā algoritms tieši iedarbinātu stimulāciju.
Smadzenes iekšpusē
Ja šie DARPA projekti īstenosies, mūsu attieksme pret garīgām slimībām radikāli mainīsies. Bet zinātnieki uztraucas, ka mēs varētu iekļūt ētikas mīnu laukā.
Lai pilnībā ieviestu šīs slēgtās sistēmas, algoritmam vienmēr jāzina personas patiesās jūtas. Lai gan viņš neziņo par garastāvokļa izmaiņām, dati ir pieejami pētniekiem un ārstiem. Un, ja šādas ārstēšanas metodes kādreiz tiks komercializētas, vai pacienti varēs uzticēties uzņēmumiem, lai viņu jūtas un emocijas būtu drošas?
Daži zinātnieki arī uztraucas, ka elektriskā laimes tablete mainīs cilvēka ego.
"Jebkurā smadzeņu slimību ārstēšanā mēs riskējam padarīt visus vienādus, jebkuras novirzes no normas uzskatot par slimību," saka Dr Karena Rommelfangere no Emorijas universitātes, runājot par degvielām un smērvielām. “Mēs vēlamies šajā visā redzēt burvību. Bet vai mēs vispār vēlamies atbrīvoties no depresijas? Nē, un nevajadzētu. Būt cilvēkam nozīmē piedzīvot pilnu pieredzi,”viņa saka.
Par to nekad nebūs lieki runāt. Bet, pēc Chang domām, īstermiņa ieguvumi - spēja atbrīvot cilvēku no šī visa simptomu klāsta - jau padara projektus vērtīgus. "Šī ir pirmā reize, kad mēs atveram logu uz smadzenēm," viņš saka.
Iļja Khels