Tidligere på måneden på Neuroscience Society's årlige konference demonstrerede to forskergrupper nye teknologier, der kunne give os evig lyksalighed. Hvad hvis hemmeligheden bag evig lykke ligger i et hjerneimplantat? Forestil dig: et sæt små elektroder sidder stille i forskellige dele af hjernen og registrerer dette organs elektriske aktivitet i realtid. Dataene sendes til en personlig algoritme - et "humørkort" - som kan estimere en persons samlede humør baseret på hjernebølger alene.
Når systemet registrerer mønstre, der indikerer starten på en episode af depression, sender det elektriske signaler til hjernens humørcenter. Under algoritmens opmærksomme øje fortsætter systemet med at stimulere, indtil de defekte kredsløb returneres til deres "glade" tilstand.
Algoritmen er fuldstændig uafhængig. Hvert signal, hver indstilling er skjult under en hætte. Systemet har ikke brug for vejledning fra en læge, og personen kender ikke signalerne - føler kun en generel lindring af tristhed.
DARPA-finansierede forskere håber, at disse futuristiske lukkede implantater en dag vil hjælpe veteraner med PTSD - en posttraumatisk stresslidelse - eller mennesker med svær depression, der udfordrer narkotikabehandling.
”Hjernen er meget forskellig fra alle andre organer på grund af dens netværk og tilpasningsevne,” siger Justin Sanchez, programleder hos DARPA. "Lukkede neurale grænseflader i realtid giver os mulighed for at bevæge os væk fra det traditionelle statiske syn på hjernen og bevæge os mod en præcis behandling."
Mens dette system primært var designet til at hjælpe mennesker med psykisk sygdom, kunne dets potentielle indvirkning gå langt ud over det.
Selvfølgelig er hjernekirurgi en høj pris at betale for "stimuleret lykke", især for den gennemsnitlige person. Det er dog muligt, at systemets komponenter til sidst kan erstattes med ikke-invasive måder at måle og stimulere hjerneaktivitet på.
Hvad sker der så? Vil du være i stand til at stole på andre med direkte, konstant, kronisk adgang til dine indre følelser? Vil du blive fristet til at drukne alle dine følelser i lykke?
Salgsfremmende video:
Grave dybere
Selvfølgelig er alt dette kun muligt, hvis systemet fungerer.
Systemet er baseret på den gamle teknologi til dyb hjernestimulering (DBS).
Først godkendt til behandling af bevægelsessymptomer under Parkinsons sygdom, er GSM afhængig af elektroder, der er direkte implanteret i hjernen for at levere elektriske impulser. Disse impulser interagerer med lokale neuroner og ændrer deres aktivitet.
Ligesom at smide en rullesten i en dam med stille vand, pulserer ændringer i denne basale gruppe af neuroner langs nervekredsløb. Selvom neurovidenskabere ikke har forstået de specifikke mekanismer fuldt ud, ser GSF ud til at lindre en række neurologiske lidelser. I det mindste nogle spredte forsøg har vist det.
I en af de første demonstrationer af kraften i brændstoffer og smøremidler, forskere tænde og slukke for stimuleringssystemet og spurgte en deprimeret patient, hvordan han havde det. Utroligt rapporterede patienten kun "humør", når systemet fungerede - selvom han indså, at forskerne havde aktiveret elektriske impulser.
Denne og andre tidlige succeshistorier førte til et nyligt omfattende klinisk forsøg, der involverede 90 mennesker med depression. Dårlige nyheder: I gennemsnit fandt undersøgelser ingen forbedring efter et års behandling.
Men Dr. Edward Chang, en neurovidenskab ved University of California, San Francisco, der leder et af projekterne, mener, at dette kun er begyndelsen.
De fleste PMS-systemer behandler depression på samme måde, selvom folk oplever det forskelligt. Disse systemer fordyber hjernen i konstante elektriske impulser. Stimulationsprotokollen indstilles af lægen, ikke af den faktiske tilstand af patientens hjerne. Ifølge Chang er det vigtigt at oprette implantater, der er specielt designet til at behandle alle individuelt - og kun tænde for systemet, når det er nødvendigt.
Humørkort
Ved at invitere Dr. Omid G. Sani, en elektrisk ingeniør ved University of Southern California, udviklede forskerne en algoritme, der oversætter hjernebølger til subjektive humørsans. Holdet arbejdede med seks epileptiske patienter med elektroder, der allerede var implanteret for at spore kilden til deres anfald. I tre uger blev patientens hjerneaktivitet nøje overvåget, mens humør blev overvåget ved hjælp af et standardspørgeskema.
Ved at sammenligne disse to typer information udtænkte forskerne en algoritme, der ekstraherede et lille antal "neurale forudsigere" - dynamiske mønstre for neurale netværksaktiviteter - der nøjagtigt kunne forudsige en persons stadigt skiftende følelser.
Flere foci er opstået, herunder det limbiske system, et tidligere identificeret center for humørsvingning og motivation.
"Disse biomarkører af dynamisk humør og algoritmer, der afkoder humør, kan give et billede af hjerneprocesserne, der ligger til grund for humørstyring," konkluderede Sani.
Det er også det første skridt mod personlig hjernestimulering til depression.
Ifølge Nature har Sani og Cheng allerede udviklet et testsystem, der er klar til at blive testet på mennesker. Loopede systemer som dette er allerede blevet testet på flere mennesker, men Cheng understreger, at disse foreløbige resultater skal verificeres yderligere.
Kryds linjen
Et andet forskergruppe, ledet af neurosurgeon Emad Eskandar fra Massachusetts General Hospital, tog en lidt anden tilgang.
Den såkaldte transdiagnostiske tilgang ser på de fælles træk ved forskellige psykiske lidelser snarere end en specifik stemningsforstyrrelse. Så forskere har udviklet algoritmer, der fanger og fremhæver hjerneaktivitet forbundet med velkendte aspekter af dårligt humør, såsom øget angst, glemsomhed og mangel på empati.
Eskandar mener, at hjernebølger kun er en lille del af dataene. Hans hold håber også at registrere de enkelte neurons aktivitet for at identificere dem, der fører til psykisk sygdom.
Målet er selvfølgelig ekstremt ambitiøst. Hvis det lykkes, vil Eskandar være i stand til at spore sygdommens symptomer, fra enkelte neuroner til neurale kredsløb af hjerneaktivitet - og så vil det være muligt at sammensætte et flerlagsatlas til læger, der kan bruge det til at finde de bedste behandlingsmetoder.
Studerende af deres egne evner præsenterede forskere på konferencen en algoritme, der bestemmer, hvornår folk mister noget af syne på grund af opmærksomhedsunderskud. Deltagerne blev bedt om at fokusere på en opgave - såsom at identificere følelser på computergenererede ansigter - mens de overvåger deres hjerneaktivitet. Algoritmen lærte til sidst at identificere mønstre for neurale aktiviteter forbundet med distraktion.
Da forskere stimulerede hjernen hos frivillige i beslutningsområdet, forbedredes deres problemløsning præstation markant. Strukturerne for den "spredte hjernes" neurale aktivitet forsvandt også.
Holdet arbejder i øjeblikket på at automatisere processen, så algoritmen direkte udløser stimulering under opmærksomhedsunderskud.
Hjernen indefra og ud
Hvis disse DARPA-projekter gennemføres, vil vores behandling af psykisk sygdom ændre sig radikalt. Men forskere er bekymrede for, at vi måske kommer ind i etikkens minefelt.
For fuldt ud at implementere disse lukkede systemer skal algoritmen altid kende personens sande følelser. Selvom han ikke rapporterer humørsvingninger, er disse data tilgængelige for forskere og læger. Og hvis sådanne behandlinger nogensinde kommercialiseres, vil patienter være i stand til at stole på virksomheder for at holde deres følelser og følelser trygge?
Nogle forskere er også bekymrede for, at den elektriske lykkepiller vil ændre en persons ego.
"I enhver behandling af hjernesygdomme risikerer vi at gøre alle ens, behandle enhver afvigelse fra normen som en sygdom," siger Dr. Karen Rommelfanger fra Emory University og taler om brændstoffer og smøremidler.”Vi vil se magi i alt dette. Men ønsker vi helt at slippe af med depression? Nej, og burde ikke. At være menneske betyder at opleve en lang række oplevelser,”siger hun.
Det vil aldrig være overflødigt at tale om dette. Men ifølge Chang gør de kortsigtede fordele - evnen til at befri en person for dette fulde spektrum af symptomer - allerede projekter umagen værd.”Dette er første gang, vi åbner et vindue til hjernen,” siger han.
Ilya Khel