“Pejsmejker” za mozak bi vam pomogao da zapamtite samo ono što biste mogli zaboraviti. Implantat je najnoviji razvoj u istraživanju nervne stimulacije kako bi se podstakla kognicija.
Zamislite da kada pokušate da naučite nešto novo, bilo da se radi o imenu osobe ili vašoj petnaestoj imejl adresi, vaš mozak dobije električni podsticaj! Ovaj mali strujni udar bi pokrenuo neurone na akciju i naterao ih da obrate pažnju, povećavajući vašu mogućnost da se setite informacije kada vam je potrebna.
Ova vrsta implantabilnog nervnog aparata više nije samo naučna fantastika ili epizoda britanske serije “Crno ogledalo”. Naučnici su razvili aparat koji će električno gurati mozak kada se čini da postoji rizik od zaborava novih informacija. Tehnologija, koja kombinuje tehniku zvanu stimulacija dubokog mozga (DBS) i praćenje nervne aktivnosti u realnom vremenu, poboljšala je učinak učesnika na zadatku memorije za čak 15%.
Kako radi metoda stimulacije
U DBS-u električna struja se dovodi u mozak preko elektroda ugrađenih na strateškim lokacijama. Uređaj je pomogao u kontroli tremora kod pacijenata sa Parkinsonovom bolešću i zaustavio napade kod osoba sa teškom epilepsijom. Naučnici sada istražuju da li DBS čak može pomoći u lečenju Alchajmerove bolesti. Međutim, rane studije o uticaju DBS na memoriju su dale pomešane rezultate - neki testovi su doveli do povećanja performansi, dok su drugi rezultirali oštećenjem.
Čini se da različiti rezultati u velikoj meri zavise od toga gde i kada se stimulacija dešava. U novoj studiji, objavljenoj u časopisu “Prirodna komunikacija”Prirodna komunikacija”, autor Majkl Kahana je želeo da dopusti da aktivnost mozga vodi stimulaciju. "Proučavam elektrofiziologiju procesa pamćenja dugi niz godina, i činilo mi se da treba da koristim električne signale mozga koji predviđaju dobru memoriju da bi nam pomogli da naučimo kako da stimulišemo mozak", kaže Kahana, koji je profesor psihologije na Univerzitetu u Pensilvaniji.Kahanin tim je prvo morao da utvrdi kako izgleda dobra memorijska funkcija. Da bi to uradili, istraživači su naveli 25 pacijenata sa epilepsijom koji su već imali implantirane elektrode u njihov mozak kako bi pratili njihove napade. Istraživači su koristili elektrode za merenje nervne aktivnosti dok su pacijenti pamtili spiskove reči. Zatim su uporedili moždanu aktivnost pacijenata kada su u pitanju reči kojih su se pacijenti pravilno podsetili u odnosu na one reči koje su zaboravili. Aktivnost u području mozga nazvanoj lateralni temporalni korteks, koji je deo jezgrene memorijske mreže, činilo se da predviđa da li će se pacijent kasnije setiti te reči.
Istraživači su zatim razvili softver koji bi u realnom vremenu mogao reći da li je aktivnost u ovom delu mozga optimalna za pamćenje ili ne. Ako je softver otkrio da je mozak u lošem stanju učenja, pokrenuo bi mali električni puls da stimuliše područje. Električna struja u DBS-u je tipično konstantna, ali ovaj sistem zatvorene petlje deluje više kao pejsmejker, samo zaustavljajući mozak kada je potrebna stimulacija. "Mi podstičemo nervnu aktivnost unutar jezgrene memorijske mreže u vreme kada se mreža umiri, ali ne treba", kaže Kahana.
Vodeći stručnjaciji veruju u novi metod
Iako je studija rađena kod pacijenata bez oštećenja pamćenja, nada za upotrebu DBS-a u lečenju demencije je sve veća - pogotovo zato što su najperspektivnija farmaceutska klinička ispitivanja za Alchajmerovu bolest i dalje razočaravajuća. "Mislim da je to zaista uzbudljiv nalaz", kaže Gven Smit, profesor psihijatrije i bihevioralnih nauka na Univerzitetu Džons Hopkins, koji nije bio uključen u rad. "Studija je bila metodološki elegantna i ima veliki potencijal za lečenje poremećaja pamćenja."
Izak Frajd, profesor neurohirurgije na kalifornijskom univerzitetu u Los Anđelesu, koji takođe nije učestvovao u istraživanju, složio se da su rezultati obećavajući, ali su želeli da vide više dokaza za klinički uticaj. "U principu, stimulacija koja se zasniva na nervnim povratnim informacijama iz mozga nudi prednosti u odnosu na standardni DBS, koji je jednosmerna ulica", napisao je on u imejlu. "Međutim, ostaje da se vidi da li će ova metoda dati bolje rezultate."
Andres Lozano, predsednik neurohirurgije na univerzitetu u Torontu, koji je kod Smita proveo nekoliko kliničkih ispitivanja koristeći DBS u Alchajmerovim pacijentima, kaže da prednosti korišćenja naizmenične u odnosu na konstantne stimulacije zavise od željenog ishoda. “Zatvorena petlja je dobra za stvari koje se dešavaju u kratkom vremenskom okviru - sekunde. Ako vas zanimaju stvari koje se dešavaju tokom dana ili godina, onda nije potpuno jasno da je zatvorena petlja najkorisnija “, kaže on.
Dodatna istraživanja i rezultati
U jednom ispitivanju koje su sproveli Lozano i Smit, Alchajmerovi pacijenti stariji od 65 godina koji su primali kontinuirani DBS imali su manji kognitivni pad u toku godine od pacijenata koji ga nisu primili. DBS je takođe rezultirala višim metabolizmom glukoze u mozgu, što Lozano kaže da je znak poboljšanog funkcionisanja u neuronima. Druga studija na miševima pokazala je da DBS može smanjiti prisustvo amiloidnih plakova i taupatije u mozgu - neurološke potpise Alchajmerove bolesti za koje se smatra da su krive za neurodegeneraciju. "Ako je cilj usporiti napredovanje Alchajmerove bolesti, onda ćemo možda želeti da kontinuirano stimulišemo", kaže Lozano. "Koristimo mehanizme endogenog popravka i rasta mozga, a stimulacija može pokrenuti te mehanizme."
Drugi istraživači žele da upotrebe implantate mozga u još veće svrhe. Naučnici sa univerziteta Južne Kalifornije i univerziteta Vejk Forest pokušavaju da izgrade "memorijsku protezu" kako bi proizveli električne signale povezane sa uspomenama i nahranili ih u mozgu. Koristeći elektrode, kompjutere i složene matematičke modele, oni rade na dekodiranju aktivnosti mozga tokom učenja i pamćenja, tako da mogu ponovo kreirati signale ako su zaboravljeni. Do sada su naučnici uspeli da stvore signale u vezi sa pamćenjem od aktivnosti učenja kod pacova i majmuna, ali još uvek nisu testirali tehnologiju kod ljudi.
Uređaj za momentalno zaustavljenje epi napada
U međuvremenu, sistemi za stimulaciju zatvorene petlje postaju realnost. Kompanija “NeuroPejs” nudi FDA odobreni uređaj za lečenje epilepsije. Implanti detektuju aktivnost u mozgu koja predviđa napad i zatim daje električni impuls da bi se odmah zaustavio napad.
Iako su sva dosadašnja istraživanja prikazala poboljšanje pamćenja kod pacijenata, ideja o jačanju učenja kod onih koji samo trebaju malo pojačanja nije daleko iza nas. Brajan Džonson, izvršni direktor neurotehnološke kompanije “Kernel”, rekao je da ove vrste moždanih proteza mogu jednog dana poboljšati učenje kod svih nas.
Frajd, U.C.L.A. neurohirurg, odbacuje ideju korišćenja duboke moždane stimulacije za nešto tako trivijalno kao što je pamćenje imena na koktel zabavi. "Ovo je invazivna tehnologija dizajnirana za lečenje oštećenja i ublažavanje patnji neuroloških pacijenata, a to je medicinski postupak koji treba voditi i regulisati strogim kliničkim kriterijima", napisao je on.
Međutim, Kahana je otvoreniji ka ideji. „Mislim da postoji velika zabrinutost da je invazivna tehnologija suviše rizična da bi se zamislila da bude korišćena u velikom obimu. Moglo bi se zamisliti da bi ljudi oklevali da imaju operaciju mozga da bi dobili uređaj koji bi poboljšao njihovu kognitivnu funkciju “, kaže on. „Ali operacija mozga za ovu vrstu tehnologije postaje sve sigurnija iz godine u godinu. Jednog dana takozvane invazivne tehnologije mogu postati dovoljno rizične tako da više nećemo razmišljati o njima kao o invazivnoj. ”Kozmetička hirurgija je uobičajena rutina - kao i laseri. Još uvek može biti potrebno neko vreme da se naviknete na ideju o izbornoj operaciji mozga.
Ko želi prvi da proba?
