Ranije ovog mjeseca, na godišnjoj konferenciji Društva za neuroznanost, dva tima znanstvenika pokazala su nove tehnologije koje bi nam mogle pružiti vječno blaženstvo. Što ako se tajna vječne sreće krije u moždanom implantatu? Zamislite samo: niz sitnih elektroda mirno sjedi u različitim dijelovima mozga i bilježi električnu aktivnost ovog organa u stvarnom vremenu. Podaci se šalju osobnom algoritmu - "mapi raspoloženja" - koji može procijeniti cjelokupno raspoloženje osobe samo na temelju moždanih valova.
Kad sustav registrira obrasce koji ukazuju na početak epizode depresije, šalje električne signale u centar raspoloženja mozga. Pod budnim okom algoritma, sustav nastavlja stimulirati sve dok se neispravni krugovi ne vrate u svoje "sretno" stanje.
Algoritam je potpuno neovisan. Svaki signal, svaka postavka skriveni su ispod kapice. Sustav ne treba vodstvo liječnika, a osoba ne zna za signale - osjeća samo opće olakšanje tuge.
Znanstvenici koje financira DARPA nadaju se da će ovi futuristički implantati zatvorene petlje jednog dana pomoći veteranima s PTSP-om - posttraumatskim stresnim poremećajem - ili ljudima s teškom depresijom koji ne reagiraju na lijekove.
"Mozak se vrlo razlikuje od svih ostalih organa zbog svoje umreženosti i prilagodljivosti", kaže Justin Sanchez, voditelj programa u DARPA. "Zatvorena neuronska sučelja u stvarnom vremenu omogućuju nam da se odmaknemo od tradicionalnog statičnog pogleda na mozak i krenemo prema preciznom liječenju."
Iako je ovaj sustav prvenstveno osmišljen kako bi pomogao osobama s mentalnim bolestima, njegov potencijalni utjecaj mogao bi ići daleko dalje od toga.
Očito je da je operacija mozga visoka cijena za „potaknutu sreću“, posebno za prosječnu osobu. Međutim, moguće je da bi komponente sustava na kraju mogle biti zamijenjene neinvazivnim načinima mjerenja i poticanja moždane aktivnosti.
Što se onda događa? Hoćete li moći drugima vjerovati izravnim, stalnim, kroničnim pristupom svojim unutarnjim osjećajima? Hoćete li doći u napast da sve svoje emocije utopite u sreći?
Promotivni video:
Kopaj Dublje
Naravno, sve je to moguće samo ako sustav radi.
Sustav se temelji na staroj tehnologiji duboke stimulacije mozga (DBS).
Prvo odobren za liječenje simptoma pokreta tijekom Parkinsonove bolesti, GM se oslanja na elektrode izravno ugrađene u mozak kako bi isporučivali električne impulse. Ti impulsi komuniciraju s lokalnim neuronima i mijenjaju njihovu aktivnost.
Baš poput bacanja kamenčića u ribnjak s mirnom vodom, promjene u ovoj osnovnoj skupini neurona pulsiraju duž živčanih krugova. Iako neuroznanstvenici nisu u potpunosti razumjeli specifične mehanizme, čini se da GSF ublažava razne neurološke poremećaje. To su barem pokazali neki raspršeni testovi.
U jednoj od prvih demonstracija snage goriva i maziva, znanstvenici su uključili i isključili sustav stimulacije, pitajući depresivnog pacijenta kako se osjeća. Nevjerojatno, pacijent je prijavio "raspoloženje" samo kad je sustav radio - iako je shvatio da su znanstvenici aktivirali električne impulse.
Ova i druge rane priče o uspjehu dovele su do nedavnog velikog kliničkog ispitivanja u koje je bilo uključeno 90 osoba s depresijom. Loše vijesti: U prosjeku, studije nisu pokazale poboljšanje nakon godinu dana liječenja.
No, dr. Edward Chang, neuroznanstvenik sa Sveučilišta Kalifornija u San Franciscu, koji vodi jedan od projekata, misli da je ovo tek početak.
Većina PMS sustava liječi depresiju na isti način, iako je ljudi različito doživljavaju. Ti sustavi uranjaju mozak u stalne električne impulse. Protokol stimulacije postavlja liječnik, a ne stvarno stanje pacijentovog mozga. Prema Changu, važno je stvoriti implantate posebno dizajnirane za liječenje svih pojedinačno - i uključiti sustav samo po potrebi.
Karta raspoloženja
Pozivajući dr. Omida G. Sanija, inženjera elektrotehnike sa Sveučilišta Južne Kalifornije, znanstvenici su razvili algoritam koji prevodi moždane valove u subjektivna osjetila raspoloženja. Tim je radio sa šest pacijenata s epilepsijom s već ugrađenim elektrodama kako bi se pronašao izvor njihovih napadaja. Tri tjedna pažljivo se pratila moždana aktivnost pacijenta, dok se raspoloženje pratilo standardnim upitnikom.
Usporedbom ove dvije vrste informacija, znanstvenici su osmislili algoritam koji je izvukao mali broj "neuronskih prediktora" - dinamičkih obrazaca aktivnosti neuronske mreže - koji bi mogli točno predvidjeti čovjekove neprekidne osjećaje.
Pojavilo se nekoliko žarišta, uključujući limbički sustav, prethodno identificirani centar za upravljanje raspoloženjem i motivacijom.
"Ovi biomarkeri dinamičkog raspoloženja i algoritmi koji dekodiraju raspoloženje mogu pružiti sliku moždanih procesa koji su u osnovi upravljanja raspoloženjem", zaključio je Sani.
To je ujedno i prvi korak ka personaliziranoj stimulaciji mozga za depresiju.
Prema Natureu, Sani i Cheng već su razvili testni sustav spreman za testiranje na ljudima. Petljasti sustavi poput ovog već su testirani na nekoliko ljudi, ali Cheng naglašava da ove preliminarne rezultate treba dodatno provjeriti.
Preći liniju
Drugi tim znanstvenika, na čelu s neurohirurgom opće bolnice Massachusetts Emadom Eskandarom, zauzeo je malo drugačiji pristup.
Takozvani transdijagnostički pristup promatra zajedničke karakteristike različitih mentalnih poremećaja, a ne specifičnih poremećaja raspoloženja. Tako su znanstvenici razvili algoritme koji hvataju i ističu moždane aktivnosti povezane s poznatim aspektima lošeg raspoloženja, poput povećane anksioznosti, zaborava i nedostatka empatije.
Eskandar vjeruje da su moždani valovi samo mali dio podataka. Njegov se tim također nada da će zabilježiti aktivnost pojedinih neurona kako bi identificirao one koji dovode do mentalnih bolesti.
Cilj je, naravno, izuzetno ambiciozan. Ako uspije, Eskandar će moći pratiti simptome bolesti, od pojedinačnih neurona do neuronskih krugova moždane aktivnosti - i tada će biti moguće sastaviti višeslojni atlas za liječnike koji ga mogu koristiti za pronalaženje najboljih metoda liječenja.
Proučavajući vlastite mogućnosti, znanstvenici su na konferenciji predstavili algoritam koji određuje kada ljudi nešto izgube iz vida zbog nedostatka pažnje. Sudionici su zamoljeni da se usredotoče na zadatak - poput prepoznavanja emocija na računalno generiranim licima - dok nadgledaju svoju moždanu aktivnost. Algoritam je na kraju naučio identificirati obrasce živčane aktivnosti povezane s distrakcijom.
Kad su znanstvenici stimulirali mozak dobrovoljaca u regiji koja donosi odluke, njihova se učinkovitost u rješavanju problema znatno popravila. Nestale su i strukture živčane aktivnosti "raspršenog mozga".
Tim trenutno radi na automatizaciji procesa tako da algoritam izravno potiče stimulaciju tijekom deficita pažnje.
Mozak iznutra
Ako se ovi DARPA projekti ostvare, naše liječenje mentalnih bolesti radikalno će se promijeniti. No, znanstvenici se brinu da bismo mogli ući u minsko polje etike.
Da bi u potpunosti implementirao ove zatvorene sustave, algoritam mora uvijek znati prave osjećaje osobe. Iako ne izvještava o promjenama raspoloženja, podaci su dostupni istraživačima i liječnicima. A ako se takvi tretmani ikad komercijaliziraju, hoće li pacijenti moći vjerovati tvrtkama da čuvaju svoje osjećaje i osjećaje na sigurnom?
Neki se znanstvenici također brinu da će električna tableta za sreću promijeniti čovjekov ego.
"U bilo kojem liječenju bolesti mozga riskiramo da svi budu jednaki, svako odstupanje od norme tretiramo kao bolest", kaže dr. Karen Rommelfanger sa Sveučilišta Emory, govoreći o gorivima i mazivima. “U svemu tome želimo vidjeti magiju. No, želimo li se uopće riješiti depresije? Ne, i ne bi trebao. Biti čovjek znači iskusiti čitav niz iskustava”, kaže ona.
O tome nikada neće biti suvišno razgovarati. No, prema Changu, kratkoročne koristi - sposobnost da se osoba riješi cijelog niza simptoma - već čine projekte vrijednima. "Ovo je prvi put da otvaramo prozor mozgu", kaže.
Ilja Khel
