Selle kuu alguses demonstreerisid neuroteaduste seltsi aastakonverentsil kaks teadlaste meeskonda uusi tehnoloogiaid, mis võiksid meile anda igavese õndsuse. Mis siis, kui igavese õnne saladus peitub ajuimplantaadis? Kujutage vaid ette: komplekt pisikesi elektroode istub vaikselt aju erinevates osades, registreerides selle elundi elektrilist aktiivsust reaalajas. Andmed saadetakse isiklikule algoritmile - "meeleolukaardile" -, mis võimaldab hinnata inimese üldist meeleolu ainult ajulainete põhjal.
Kui süsteem registreerib mustreid, mis näitavad depressiooni episoodi tekkimist, saadab see elektrilisi signaale aju meeleolukeskusesse. Algoritmi valvsa pilgu all jätkab süsteem stimuleerimist seni, kuni vigased ahelad on tagasi "õnnelikus" olekus.
Algoritm on täiesti sõltumatu. Iga signaal, seade on peidetud korki alla. Süsteem ei vaja arsti juhendamist ja inimene ei tea signaalidest - tunneb ainult üldist kurbuse leevendust.
DARPA rahastatud teadlased loodavad, et need futuristlikud suletud ahelaga implantaadid aitavad ühel päeval PTSD-ga - posttraumaatilise stressihäirega - veterane või raske depressiooniga inimesi, kes ei reageeri ravimitele.
"Aju on võrkude loomise ja kohanemisvõime tõttu väga erinev kõigist teistest elunditest," ütleb DARPA programmijuht Justin Sanchez. "Reaalajas suletud närviliidesed võimaldavad meil eemalduda aju tavapärasest staatilisest vaatest ja liikuda täpse ravi poole."
Kuigi see süsteem oli mõeldud eelkõige vaimuhaigustega inimeste abistamiseks, võib selle potentsiaalne mõju minna kaugemale.
Ilmselgelt on ajukirurgia kõrge hind "stimuleeritud õnne" eest, eriti keskmise inimese jaoks. Kuid on võimalik, et süsteemi komponendid võiksid lõpuks asendada mitteinvasiivsete viisidega aju aktiivsuse mõõtmiseks ja stimuleerimiseks.
Mis siis juhtub? Kas saate usaldada teisi, kellel on otsene, pidev ja krooniline juurdepääs oma sisemistele tunnetele? Kas teil on kiusatus kõik oma emotsioonid õnne uputada?
Reklaamvideo:
Kaeva sügavamale
Loomulikult on see kõik võimalik ainult siis, kui süsteem töötab.
Süsteem põhineb aju sügava stimulatsiooni (DBS) vanal tehnoloogial.
Esmakordselt Parkinsoni tõve ajal liikumissümptomite raviks heaks kiidetud GSM tugineb elektriliste impulsside edastamiseks elektroodidele, mis on otse ajusse implanteeritud. Need impulsid suhtlevad kohalike neuronitega ja muudavad nende aktiivsust.
Nii nagu kivikese viskamine vaikse veega tiiki, pulseerivad muutused selles neuronite põhirühmas mööda närviskeeme. Ehkki neuroteadlased pole konkreetsetest mehhanismidest täielikult aru saanud, näib GSF leevendavat mitmesuguseid neuroloogilisi häireid. Vähemalt on mõned hajutatud katsed seda näidanud.
Ühel esimesel kütuste ja määrdeainete võimsuse demonstreerimisel lülitasid teadlased stimulatsioonisüsteemi sisse ja välja, küsides depressioonis patsiendilt, kuidas ta end tunneb. Uskumatul kombel teatas patsient "kõrgest meeleolust" alles siis, kui süsteem töötas - kuigi ta mõistis, et teadlased olid elektrilised impulsid aktiveerinud.
See ja teised varased edulood viisid hiljutise ulatusliku kliinilise uuringuni, milles osales 90 depressioonis inimest. Halvad uudised: Uuringud ei leidnud keskmiselt pärast aastast ravi paranemist.
Kuid ühte projekti juhtiv San Francisco California ülikooli neuroteadlane dr Edward Chang arvab, et see on alles algus.
Enamik kütuseid ja määrdeaineid ravib depressiooni samamoodi, kuigi inimesed kogevad seda erinevalt. Need süsteemid sukeldavad aju pidevatesse elektrilistesse impulssidesse. Stimuleerimisprotokolli määrab arst, mitte patsiendi aju tegelik seisund. Changi sõnul on oluline luua implantaadid, mis on spetsiaalselt ette nähtud kõigi individuaalseks raviks - ja lülitage süsteem sisse ainult vajadusel.
Meeleolukaart
Kutsudes Lõuna-California ülikooli elektriinseneri dr Omid G. Sani, töötasid teadlased välja algoritmi, mis muundab ajulained subjektiivseteks meeleelunditeks. Meeskond töötas kuue epilepsiaga patsiendiga, kellel olid juba implanteeritud elektroodid, et tuvastada nende krampide allikat. Kolme nädala jooksul jälgiti patsiendi aju aktiivsust hoolikalt, meeleolu aga tavapärase küsimustiku abil.
Nende kahe tüüpi teabe võrdlemisel töötasid teadlased välja algoritmi, mis eraldas väikese arvu "närviennustajaid" - närvivõrgu aktiivsuse dünaamilisi mustreid -, mis suudaksid täpselt ennustada inimese pidevalt muutuvaid tundeid.
On tekkinud mitu fookust, sealhulgas limbiline süsteem, varem tuvastatud meeleolu ja motivatsiooni juhtimise keskus.
"Need dünaamilise meeleolu biomarkerid ja meeleolu dekodeerivad algoritmid võivad anda pildi meeleolu juhtimise aluseks olevatest aju protsessidest," lõpetas Sani.
See on ka esimene samm depressiooni isikupärastatud aju stimulatsiooni suunas.
Looduse andmetel on Sani ja Cheng juba välja töötanud testimissüsteemi, mis on inimesel testimiseks valmis. Niisuguseid loopitud süsteeme on juba katsetatud mitme inimese peal, kuid Cheng rõhutab, et neid esialgseid tulemusi tuleb veelgi kontrollida.
Joont ületama
Teine teadlaste rühm eesotsas Massachusettsi üldhaigla neurokirurgi Emad Eskandariga lähenes veidi teisiti.
Nn transdiagnostiline lähenemine vaatleb erinevate psüühikahäirete ühiseid jooni, mitte konkreetset meeleoluhäiret. Nii on teadlased välja töötanud algoritmid, mis haaravad ja tõstavad esile ajutegevust, mis on seotud halva tuju tuntud aspektidega, nagu suurenenud ärevus, unustamine ja empaatiavõime puudumine.
Eskandar usub, et ajulained on vaid väike osa andmetest. Tema meeskond loodab ka registreerida üksikute neuronite aktiivsuse, et tuvastada vaimse haiguseni viivad neuronid.
Eesmärk on muidugi äärmiselt ambitsioonikas. Eduka õnnestumise korral suudab Eskandar jälgida haiguse sümptomeid alates üksikutest neuronitest kuni ajutegevuse närviskeemideni - ja siis on võimalik koostada mitmekihiline atlas arstidele, kes saavad seda kasutada parimate ravimeetodite leidmiseks.
Uurides oma võimeid, esitasid teadlased konverentsil algoritmi, mis määrab, millal inimesed tähelepanupuuduse tõttu midagi silmist kaotavad. Osalejatel paluti keskenduda ülesandele - näiteks emotsioonide tuvastamisele arvuti loodud nägudel -, jälgides samal ajal nende ajutegevust. Algoritm õppis lõpuks tuvastama häirimisega seotud närviaktiivsuse mustreid.
Kui teadlased stimuleerisid otsustuspiirkonna vabatahtlike aju, paranes nende probleemide lahendamise tulemuslikkus märkimisväärselt. Samuti kadusid "hajutatud aju" närvilise aktiivsuse struktuurid.
Meeskond töötab praegu protsessi automatiseerimisega, et algoritm indutseeriks tähelepanupuuduse ajal otseselt stimulatsiooni.
Aju tagurpidi
Kui need DARPA projektid saavad teoks, muutub meie vaimuhaiguste ravi radikaalselt. Kuid teadlased on mures, et võime sattuda eetika miiniväljale.
Nende suletud süsteemide täielikuks rakendamiseks peab algoritm alati teadma inimese tõelisi tundeid. Kuigi ta ei tea meeleolu kõikumisest, on need andmed teadlastele ja arstidele kättesaadavad. Ja kui selliseid ravimeetodeid kunagi turustatakse, kas patsiendid saavad ettevõtteid usaldada, et hoida oma tundeid ja emotsioone turvaliselt ja kindlalt?
Mõned teadlased muretsevad ka selle pärast, et elektriline õnnetablett muudab inimese ego.
"Igasuguses ajuhaiguste ravis riskime muuta kõik ühesuguseks, käsitledes normist kõrvalekaldumist haigusena," ütleb dr Karen Rommelfanger Emory ülikoolist, rääkides kütustest ja määrdeainetest. "Me tahame selles kõiges näha maagiat. Kuid kas me tahame depressioonist üldse lahti saada? Ei ja ei tohiks. Inimeseks olemine tähendab kogeda kõiki kogemusi,”ütleb ta.
Sellest pole kunagi üleliigne rääkida. Kuid Changi sõnul teevad lühiajalised eelised - võime inimese sellest täielikust sümptomitest vabastada - juba projekti väärt. "See on esimene kord, kui avame ajuakna," ütleb ta.
Ilja Khel
