Pole kahtlust, et oleme inimese aju kohta viimase 50 aasta jooksul palju õppinud, kuid nagu neuroteadlased tunnistavad kiiresti, jääb meie närvisüsteemide keskus suuresti saladuseks. Selle mõistatuste loendi ülaosas: kuidas mälu töötab - eriti kuidas seda taastada, kui see on kadunud.
Nüüd saavad teadlased aga kiiresti areneva neuroteaduse haru kaudu, mida nimetatakse otseseks aju registreerimiseks, jälgida aju aktiivsust implanteeritud elektroodide kaudu reaalajas. See meetod võimaldaks neil kaardistada, kuidas neuronid suhtlevad mälu moodustamisel või meenutamisel, mis võib seejärel võimaldada arendada seadet, mis suudaks jäljendada mälu loomise protsessi, stimuleerides samu neuroneid.
See võib tunduda pisut ulmeline, kuid USA kaitseministeeriumi tipptasemel teadusuuringuid rahastav agentuur DARPA usub tehnoloogia potentsiaali nii palju, et teatas eelmisel nädalal 40 miljoni dollari suurustest toetustest, et näha, kas selline mälu on “neuroproteesiv” saab välja töötada järgmise nelja aasta jooksul.
Teised teadlased uurivad erinevaid võimalusi mälu müsteeriumi lahti mõtestamiseks. Hiljutises uuringus, mida toetasid Riiklikud Terviseinstituudid, suutis San Diegos asuvast California ülikoolist Roberto Malinow kasutada täpselt sihitud valgust, et geenitehnoloogiaga hiirtel mälestusi pühkida ja seejärel taastada. Ja möödunud suvel teatasid Columbia ülikooli meditsiinikeskuse teadlased, et nad suutsid märkimisväärselt parandada vanade hiirte mälestusi, suurendades nende ajus konkreetse valgu taset.
Kuid idee kasutada mälu taaselustamiseks implantaate - mida peeti radikaalseks kontseptsiooniks, kui seda vaid mõni aasta tagasi Lõuna-California ülikooli neuroteadlane Theodore Berger propageeris - on pälvinud DARPA inimeste tähelepanu. Nad näevad selle potentsiaali uuendusliku ja ebaharilikult täpse viisina kahjustatud veteranide abistamiseks - neist alates 2000. aastast on umbes 270 000 saanud traumaatilisi ajuvigastusi, sageli kurnavat mälukaotust - koos väheste muude ravivõimalustega.
Mälestuste tegemine
Uurimisprojekt, mille nimi on „Aktiivse mälu taastamine” (RAM), on üles ehitatud veendumusele, et ükskõik kui armas või häiriv on see, moodustatakse iga mälu samamoodi: paljude neuronite järjestikuse toimingu kaudu. Traumaatilise vigastuse tõttu häirige seda järjestust, mõtlemine läheb ja mälufunktsioon blokeeritakse. Aga mis siis, kui teadlased saaksid nende väljatöötatud mäluprotsesside arvutiprogramme järgides kasutada pisikesi implantaate kahjustatud ala ümber töötamiseks, saates signaale ahelas kaugematele neuronitele?
See on sisuliselt RAM-i programmi eesmärk, kuhu on kaasatud meeskonnad kolmest asutusest: California ülikool, Los Angeles (UCLA), Pennsylvania ülikool ja Lawrence Livermore'i riiklik labor. Igal neist on oma fookus.
UCLA meeskond keskendub sellele, mida tuntakse kui aju sisemist piirkonda. Tänu varasematele uurimistöödele on nad leidnud, et see on värav hipokampusesse - aju piirkonda, mida seostatakse kõige enam õppimise ja mäluga. Et mõista teile hipokampuse kriitilisust selle suhtes, mis muudab meid inimeseks, kaaluge ühte ajuteaduse veetaseme avastust, millesse kaasati 1950ndatel mees, kellel krambiraviks eemaldati suur osa tema hipokampusest. Pärast protseduuri ei suutnud ta enam uusi mälestusi luua - ta ei suutnud meenutada, mis temaga iga päev hiljem juhtus.
Et nullida, kuidas hipokampus muudab igapäevase elu mälestusteks, kasutavad UCLA teadlased esmalt andmeid epilepsiahaigetele implanteeritud elektroodide kohta, et töötada välja arvutimudel, kuidas selle ajuosa neuronid suhtlevad mälu loomise ajal. Sellest alates töötavad nad koos Livermore'i teadlastega juhtmevabade siirdatavate seadmete loomiseks, mis suudavad protsessi korrata, stimuleerides sobivaid neuroneid.
Vahepeal vaatavad Pennsylvanias teadlased laiemalt seda, kuidas mälestused kujunevad, lähenedes sellele kui keerukate koosmõjude seeriale erinevate ajupiirkondade vahel. Nad töötavad patsientidega, kellele on juba aju mitmesse piirkonda implanteeritud elektroodid, jälgides närvitegevust, kui need inimesed mängivad arvutites mälumänge. Eesmärk on jällegi tuvastada neuronite käitumismustrid uute mälude salvestamisel või vanade taastamisel ning proovida isoleerida „biomarkerid” ka siis, kui midagi läheb valesti.
Panused tehnoloogiale
Sellegipoolest on projektis skeptikuid.
"Me peame endale pidevalt meelde tuletama, et ei, me ei räägi aju salakeelt - me tegutseme väga julmalt, " rääkis Albany haigla neurokirurgia direktor dr Anthony Ritaccio New York Timesile. „Ajuga töötades peate end reaalsuse kontrollina näkku libistama; me mõistame ikka nii vähe. ”
DARPA RAM-i projektijuht Justin Sanchez aga ütleb, et on aeg teha tehnoloogiale suur panus.
"Oleme võlgu oma teenistujatele, " ütles ta, "et kiirendada uuringuid, mis võimaldavad minimeerida nende vigastuste pikaajalist mõju."
Ja lõppude lõpuks aitab töötav mälu meil kõigil paremini maailma tunnetada, nagu hariduspsühholoog Peter Doolittle selles TED-i kõnes ütleb.
