Beebibuumi põlvkondadel peab olema hea meel näha, et teadlased lähevad nii palju erinevaid teid pidi mitte ainult aju toimimise kestva mõistatuse lahendamisel, vaid ka kadunud mälestuste leidmise uurimisel. Mõni nädal tagasi teatas näiteks Yale'i ülikooli meditsiinikooli teadlaste meeskond, et ravim, mis ei olnud vähiravis eriti tõhus, on aidanud taastada Alzheimeri tõvega hiirte mälestusi. Ja eelmisel kuul teatasid Austraalia teadlased, et Alzheimeri tõvega hiired, kelle ajusid skaneeriti ultrahelilainete abil, toimisid sama hästi kolme erineva mälutestiga kui terved hiired.
Seotud sisu
- Reis Marsile võib põhjustada ajukahjustusi
- Tutvuge kahe teadlasega, kes implanteerisid hiire vale mälu
- Teaduses hämmastav uus operatsioon, mida nimetatakse aju sügava stimulatsiooniks
Kuid kõige intrigeerivam uurimine mälu mõistatusest võib toimuda Pennsylvania ülikoolis. Seal uurib neuroteadlase Michael Kahana juhendatud meeskond, kas aju implantaadid suudavad seda mälestuste talletamiseks ja taastamiseks õrnalt šokeerida.
See kõik on seotud ühendustega
Uuringut rahastab kaitseosakonna uurimisosakond DARPA, eesmärgiga leida viis, kuidas aidata traumaatilise ajukahjustuse (TBI) ohvritel mälu loomise protsessi uuesti kasutada. See on muutunud Pentagoni jaoks kriitiliseks probleemiks - tema hinnangul on alates 2000. aastast TBI-d kannatanud üle 300 000 teenuse liikme.
DARPA kavatseb 2018. aastaks investeerida ajuimplantaatide uuringutesse enam kui 40 miljonit dollarit - sellest rohkem kui 22 miljonit on pühendatud Penni projektile. See lähenemisviis erineb tavapärasest ajupildistamisest selles, et see põhineb katsete läbiviimisel, jälgides samal ajal aju närviskeemide reaalajas.
Näiteks võiksid teadlased mälumängu mängides inimese aju elektrilist aktiivsust jälgida ja ideaaljuhul tuvastada biomarkerid mälu tekkimise või taastamise ajal. Siis oleks eesmärk kasutada väikestes annustes elektrit, et stimuleerida mälumudelit, mis on selle inimese jaoks kõige tõhusam olnud.
Kahana ja tema meeskond on töötanud epilepsiahaigetega, kellele on kolju alla ajutiselt implanteeritud elektroodivõrk. Elektroodid koguvad ajutegevuse näitu, mis aitab arstidel arvutada, kust nende ajus krambid tekivad. Mitmelt patsiendilt küsiti, kas nad oleksid elektroodide kandmise ajal nõus mängima mitmeid mälumänge sülearvutis.
Patsientide mängimisel ja mälestuste kujunemisel salvestasid teadlased tuhandete nende neuronite tulistamise, eesmärgiga seejärel nullida elektrisignaalid, mis vastasid spetsiifilisele mälukäitumisele. Lühidalt: teadlased kavatsevad aju elektriliste impulsside analüüsi abil kaardistada, kuidas see inimene mälestusi kujundab ja taastab.
Suur hüpe
Kuid see on projekti esimene etapp. Teine pool keskenduks sellise implantaadi kujundamisele, mis jälgiks pidevalt aju toimimist ja kui teatud närvisignaalid pole mälestuste töötlemiseks kõige paremal tasemel, stimuleeriks see sobivaid neuroneid madala taseme elektriliste impulssidega. Seade toimiks nagu omamoodi mälutermostaat, kohandades impulsse tagamaks, et aju täidab selle osa oma tööst tõhusalt.
See kõlab põnevalt, kuid nagu enamiku aju hõlmavate uuringute puhul, pole miski kindel. Enamik neurokirurge ütleb teile, et kõigi tehtud operatsioonide, kõigi uuritud skaneeringute ja analüüsitud käitumise kohta on meil veel palju õppida aju funktsioonide kohta ja mis võiks juhtuda, kui hakkaksite närvikatsetega eksperimenteerima ühendused selle sees.
Kas erinevate neuronite stimuleerimine elektriseadmetega jäljendab tegelikult aju tööd? Kas teadlaste jaoks näivad mustrid tähendavad aju keeles tõesti midagi? Kas sellise kunstliku stimulatsiooni juurutamine võib põhjustada rohkem kahju kui kasu?
Aju muutmise ettenägematute tagajärgede klassikaline näide on Henry Molaison, keda psühholoogiatudengite põlvkondadele tuntakse paremini kui HM. Pärast lapsepõlves toimunud jalgrattaõnnetust kannatas Molaison epilepsiahoogude käes nii tõsiselt, et suured ravimiannused ei aidanud teda enam. Tema arst järeldas, et parim järelejäänud ravi oli osa ajust eemaldada.
Nii et 1953. aasta augustis, kui Molaison oli 27-aastane, lõikas kirurg suurema osa oma hipokampusest välja. Operatsioon küll kontrollis tema epilepsiat, kuid nagu hiljem näitas terve rea katseid, ei jäänud Molaisonil võimalust uusi mälestusi luua. Kogu ülejäänud elu - ta suri 2008. aastal - elas Molaison praeguses pingeseisundis. Tema lugu andis suurepärase ülevaate inimese mälu toimimisest, eriti hipokampuse rollist. See õpetas ka arste mitte kunagi seda operatsiooni enam tegema.
Omalt poolt jätkavad Kahana ja tema meeskond ettevaatlikult. Nad tahavad mälu mehaanikast võimalikult palju aru saada, enne kui nad hakkavad inimeste ajus seadmeid implanteerima ja neuroneid elektriga ühendama. Nad loodavad, et hästi paigutatud impulsid võivad valesti läinud mäluprotsessi ümber joondada, kuid nad on ka realistlikud.
Nagu Kahana ütles MIT Technology Review'le: „Me tahame, et aju ilmutaks teatud elektrilise aktiivsuse mustrit. See on suur hüpe öelda, et suudame selle sellesse olekusse pisut suruda, andes sellele väikese tõuke. "
