По-рано този месец, на годишната конференция на Неврологичното общество, два екипа от учени демонстрираха нови технологии, които биха могли да ни дадат вечно блаженство. Ами ако тайната на вечното щастие се крие в мозъчен имплант? Само си представете: набор от малки електроди седи тихо в различни части на мозъка, записвайки електрическата активност на този орган в реално време. Данните се изпращат до личен алгоритъм - „карта на настроението“- който може да оцени цялостното настроение на човека само въз основа на мозъчните вълни.
Когато системата регистрира модели, които показват началото на епизод на депресия, тя изпраща електрически сигнали към центъра на настроението на мозъка. Под зоркото око на алгоритъма системата продължава да стимулира, докато дефектните вериги се върнат в „щастливото“си състояние.
Алгоритъмът е напълно независим. Всеки сигнал, всяка настройка е скрита под капачка. Системата не се нуждае от ръководството на лекар и човекът не знае за сигналите - чувства само облекчение на тъгата.
Учените, финансирани от DARPA, се надяват, че тези футуристични импланти със затворен цикъл един ден ще помогнат на ветерани с ПТСР - посттравматично стресово разстройство - или на хора с тежка депресия, които не реагират на лекарства.
„Мозъкът е много различен от всички останали органи поради своята мрежа и адаптивност“, казва Джъстин Санчес, програмен мениджър в DARPA. "Затворените невронни интерфейси в реално време ни позволяват да се отдалечим от традиционния статичен изглед на мозъка и да преминем към прецизно лечение."
Докато тази система е предназначена предимно да помага на хора с психични заболявания, потенциалното й въздействие може да надхвърли това.
Очевидно е, че мозъчната хирургия е висока цена за „стимулирано щастие“, особено за обикновения човек. Възможно е обаче компонентите на системата в крайна сметка да бъдат заменени от неинвазивни начини за измерване и стимулиране на мозъчната дейност.
Какво става тогава? Ще можете ли да се доверите на другите с директен, постоянен, хроничен достъп до вашите вътрешни чувства? Ще се изкушите ли да удавите всичките си емоции в щастие?
Промоционално видео:
Копайте по-дълбоко
Разбира се, всичко това е възможно само ако системата работи.
Системата се основава на старата технология за дълбока мозъчна стимулация (DBS).
За първи път одобрен за лечение на симптоми на движение по време на болестта на Паркинсон, GSM разчита на електроди, директно имплантирани в мозъка, за да доставят електрически импулси. Тези импулси взаимодействат с местните неврони и променят тяхната активност.
Подобно на хвърлянето на камъче в езерце с тиха вода, промените в тази основна група неврони пулсират по нервните вериги. Въпреки че невролозите не са разбрали напълно специфичните механизми, GSF изглежда облекчава различни неврологични разстройства. Поне някои разпръснати тестове са показали това.
В една от първите демонстрации на силата на горивата и смазките учените включиха и изключиха системата за стимулиране, питайки депресиран пациент как се чувства. Невероятно е, че пациентът съобщава за „приповдигнато настроение“само когато системата работи - въпреки че осъзнава, че учените са активирали електрически импулси.
Тази и други ранни истории за успех доведоха до скорошно мащабно клинично изпитване, включващо 90 души с депресия. Лоши новини: Средно проучванията не установяват подобрение след една година лечение.
Но д-р Едуард Чанг, невролог от Калифорнийския университет в Сан Франциско, който ръководи един от проектите, смята, че това е само началото.
Повечето системи за ПМС лекуват депресията по един и същи начин, въпреки че хората я изпитват по различен начин. Тези системи потапят мозъка в постоянни електрически импулси. Протоколът за стимулиране се определя от лекаря, а не от действителното състояние на мозъка на пациента. Според Чанг е важно да се създадат импланти, специално проектирани да лекуват всеки поотделно - и да включва системата само когато е необходимо.
Карта на настроението
Поканили д-р Омид Г. Сани, електроинженер от Университета на Южна Калифорния, учените разработили алгоритъм, който превръща мозъчните вълни в субективни сетива за настроение. Екипът е работил с шест пациенти с епилепсия с вече имплантирани електроди, за да проследи източника на техните гърчове. В продължение на три седмици мозъчната активност на пациента се следи отблизо, докато настроението се следи с помощта на стандартен въпросник.
Сравнявайки тези два вида информация, учените създадоха алгоритъм, който извлича малък брой „невронни предсказатели“- динамични модели на активност на невронната мрежа - които могат точно да предскажат непрекъснато променящите се чувства на човек.
Появиха се няколко огнища, включително лимбичната система, предварително идентифициран център за управление на настроението и мотивацията.
„Тези биомаркери на динамично настроение и алгоритми, които декодират настроението, могат да предоставят картина на мозъчните процеси, които са в основата на управлението на настроението“, заключи Сани.
Това е и първата стъпка към персонализирана мозъчна стимулация за депресия.
Според Nature Сани и Ченг вече са разработили система за тестове, готова да бъде тествана върху хора. Циклични системи като тази вече са тествани на няколко души, но Ченг подчертава, че тези предварителни резултати трябва да бъдат допълнително проверени.
Пресечете линията
Втори екип от учени, ръководен от неврохирурга на Масачузетската болница Емад Ескандар, възприе малко по-различен подход.
Така нареченият трансдиагностичен подход разглежда общите черти на различни психични разстройства, а не специфично разстройство на настроението. Така че учените са разработили алгоритми, които улавят и подчертават мозъчната дейност, свързана с добре познати аспекти на лошото настроение, като повишена тревожност, забрава и липса на съпричастност.
Ескандар вярва, че мозъчните вълни са само малка част от данните. Неговият екип също се надява да запише активността на отделни неврони, за да идентифицира тези, които водят до психични заболявания.
Целта е, разбира се, изключително амбициозна. Ако успее, Eskandar ще може да проследи симптомите на заболяването, от единични неврони до невронни модели на мозъчна дейност - и тогава ще бъде възможно да се състави многопластов атлас за лекари, които могат да го използват, за да намерят най-добрите методи за лечение.
Изучавайки собствените си възможности, учените представиха на конференцията алгоритъм, който открива кога хората губят нещо от поглед поради дефицит на внимание. Участниците бяха помолени да се съсредоточат върху задача - като идентифициране на емоции на компютърно генерирани лица - докато наблюдават мозъчната им активност. В крайна сметка алгоритъмът се научи да идентифицира модели на невронна активност, свързани с разсейване.
Когато учените стимулираха мозъка на доброволците в региона за вземане на решения, тяхната ефективност при решаване на проблеми се подобри значително. Изчезнаха и структурите на невронната активност на „разпръснатия мозък“.
В момента екипът работи по автоматизиране на процеса, така че алгоритъмът директно да стимулира стимулация по време на дефицит на внимание.
Мозък отвътре навън
Ако тези проекти на DARPA се реализират, нашето лечение на психични заболявания ще се промени коренно. Но учените се притесняват, че можем да навлезем в минното поле на етиката.
За да приложи напълно тези затворени системи, алгоритъмът винаги трябва да знае истинските чувства на човека. Въпреки че не съобщава за промени в настроението, тези данни са достъпни за изследователи и лекари. И ако такива лечения някога бъдат комерсиализирани, ще могат ли пациентите да се доверят на компаниите да пазят чувствата и емоциите си в безопасност и сигурност?
Някои учени също се притесняват, че електрическото хапче за щастие ще промени егото на човека.
„При всяко лечение на мозъчни заболявания рискуваме да направим всички еднакви, като третираме всяко отклонение от нормата като болест“, казва д-р Карън Ромелфангер от университета Емори, говорейки за горива и смазочни материали. „Искаме да видим магия във всичко това. Но искаме ли изобщо да се отървем от депресията? Не, и не бива. Да бъдеш човек означава да изживееш пълен набор от преживявания “, казва тя.
Никога няма да е излишно да говорим за това. Но според Чанг краткосрочните ползи - способността да се освободи човек от този пълен набор от симптоми - вече правят проекти, които си струват. „За първи път отваряме прозорец към мозъка“, казва той.
Иля Хел