Vauvan ikääntyneiden ikäluokkien on oltava iloisia nähdessään, että tutkijat ovat menossa niin monelle erilaiselle tielle pyrkiessään vastaamaan vain aivojemme toiminnan kestävään mysteeriin, mutta myös näkemään, löytyykö kadonneita muistoja. Esimerkiksi muutama viikko sitten esimerkiksi Yalen yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun tutkijaryhmä kertoi, että lääke, joka ei ollut kovin tehokas syöpähoitona, on auttanut palauttamaan Alzheimerin taudin saaneiden hiirien muistot. Ja viime kuussa Australian tutkijat ilmoittivat, että Alzheimerin taudin hiiret, joiden aivot oli skannattu ultraääni-aalloilla, toimivat yhtä hyvin kolmella erilaisella muistitestillä kuin terveet hiiret.
Asiaan liittyvä sisältö
- Matka Marsiin voi aiheuttaa aivovaurioita
- Tapaa kaksi tutkijaa, jotka implantoivat väärän muistin hiireen
- Sisällä Science of Amazing New Surgery, jota kutsutaan syvien aivojen stimulaatioksi
Mutta mielenkiintoisin tutkimus muistin arvoituksista saattaa olla käynnissä Pennsylvanian yliopistossa. Siellä neurotieteilijä Michael Kahanan johdolla työskentelevä ryhmä selvittää, voivatko aivojen implantit järkyttää hellästi muistojen tallentamista ja palauttamista.
Kyse on yhteyksistä
Tutkimusta rahoittaa puolustusministeriön tutkimusosasto DARPA, jonka tarkoituksena on löytää tapa auttaa traumaattisten aivovaurioiden (TBI) uhreja hyödyntämään muistinmuodostusprosessia. Tästä on tullut kriittinen kysymys Pentagonille - arvioi, että vuodesta 2000 lähtien yli 300 000 palvelun jäsentä on kärsinyt TBI: stä.
DARPA suunnittelee investoivan yli 40 miljoonaa dollaria aivoimplanttitutkimukseen vuoden 2018 aikana - yli 22 miljoonaa dollaria on sitoutunut Penn-projektiin. Se, että tämä lähestymistapa eroaa tavanomaisimmista aivojen kuvantamisista, on se, että se perustuu kokeiden suorittamiseen seuraamalla aivojen hermopiirejä reaaliajassa.
Esimerkiksi tutkijat voisivat “seurata” ihmisen aivojen sähköistä aktiivisuutta pelatessaan muistipeliä ja ihannetapauksessa tunnistaa biomarkkerit muistojen muodostuessa tai hakeessa. Sitten tavoitteena olisi käyttää pieniä annoksia sähköä stimuloidakseen muistin mallia, joka on ollut tehokkain kyseiselle henkilölle.
Kahana ja hänen tiiminsä ovat työskennelleet epilepsiapotilaiden kanssa, joille on ollut silmäkoko elektrodien väliaikaisesti implantoitu kallon alle. Elektrodit keräävät aivojen aktiivisuuslukemat, joiden avulla lääkärit voivat laskea, missä kohtaukset alkavat heidän aivoissa. Joiltakin potilailta kysyttiin, olisiko he halukkaita pelaamaan sarjaa muistikirjoja kannettavalla tietokoneella elektrodien ollessa päällä.
Kun potilaat leikkivät ja muistot muuttuivat muotoon, tutkijat tallensivat tuhansien neuroniensa ampumisen tavoitteena sitten nollata sähköisissä signaaleissa, jotka vastasivat erityistä muistikäyttäytymistä. Lyhyesti sanottuna tutkijat aikovat analysoida aivojen sähköpulsseja analysoimalla kuinka kyseinen henkilö muodostaa ja palauttaa muistot.
Iso harppaus
Mutta se on ainoa vaihe hankkeesta. Toinen puoli keskittyisi sellaisen implantin suunnitteluun, joka seuraisi jatkuvasti aivojen toimintaa ja jos tietyt hermosignaalit eivät ole parhaimmillaan muistojen käsittelemiseksi, se stimuloisi sopivia neuroneja matalan tason sähköisillä pulsseilla. Laite toimisi kuin eräänlainen muistitermostaatti, säätämällä pulsseja varmistaakseen, että aivot suorittavat tämän osan työstään tehokkaasti.
Se kuulostaa kiehtovalta, mutta kuten suurimmassa osassa aivotutkimuksia, mikään ei ole varmaa. Useimmat neurokirurgit kertovat sinulle, että kaikista tehdyistä leikkauksista, kaikista tutkituista skannauksista, kaikesta analysoidusta käyttäytymisestä on vielä paljon opittavaa aivojen toiminnoista ja mitä voisi tapahtua, jos aloitat kokeilla hermohermostoa yhteydet sen sisällä.
Jäljitteleekö erilaisten neuronien stimulointi sähkölaitteilla aivojen toimintaa? Tarkoittaako se, mikä näyttää siltä, että tutkijoiden mallit todella tarkoittavat jotain aivojen kielellä? Voisiko tällaisen keinotekoisen stimulaation käyttöönotto lopulta aiheuttaa enemmän haittaa kuin hyötyä?
Klassinen esimerkki aivojen muuttamisen odottamattomista seurauksista on Henry Molaison, jota tunnetaan paremmin nimellä HM psykologian opiskelijoiden sukupolville. Lapsuudessaan tapahtuneen polkupyöräonnettomuuden jälkeen Molaison kärsi epilepsiakohtauksista niin vakavia, että suuret lääkeannokset eivät enää auttaneet häntä. Hänen lääkärinsä päätteli, että paras jäljellä oleva hoito oli osan aivojen poistaminen.
Joten elokuussa 1953, kun Molaison oli 27, kirurgi leikkasi suurimman osan hippokampuksestaan. Leikkaus sai epilepsiansa hallintaan, mutta kuten sarja kokeiluja myöhemmin osoitti, Molaisonilla ei ollut kykyä muodostaa uusia muistoja. Lopun elämänsä - hän kuoli vuonna 2008 - Molaison asui nykyisessä tilanteessa. Hänen tarinansa antoi hienoja käsityksiä ihmisen muistin toiminnasta, erityisesti hippokampuksen roolista. Se opetti myös lääkäreitä koskaan tekemättä sitä leikkausta enää.
Omasta puolestaan Kahana ja hänen tiiminsä etenevät varovaisesti. He haluavat ymmärtää niin paljon kuin pystyy muistin mekaniikasta, ennen kuin he alkavat implanttilaitteita ihmisten aivoihin ja hermojen hermostoa sähköllä. He toivovat, että hyvin sijoitetut pulssit voivat uudelleen määrittää väärän muistin, mutta ovat myös realistisia.
Kuten Kahana kertoi MIT Technology Review: ”Haluamme aivojen olevan tietynlainen sähköisen aktiivisuuden malli. Se on iso harppaus sanoa, että voimme jotenkin hyökätä sen tilaan antamalla sille vähän työntöä. "
