Бэби-бумеры должны быть рады видеть, что ученые идут по очень многим различным путям, пытаясь не только разгадать загадочную тайну функционирования нашего мозга, но и узнать, можно ли найти потерянные воспоминания. Например, несколько недель назад группа исследователей из Медицинской школы Йельского университета сообщила, что препарат, который не был очень эффективным в качестве лечения рака, помог восстановить воспоминания о мышах с болезнью Альцгеймера. А в прошлом месяце ученые в Австралии объявили, что мыши с болезнью Альцгеймера, чьи мозги были сканированы ультразвуковыми волнами, показали те же результаты в трех различных тестах памяти, что и здоровые мыши.
Связанный контент
- Поездка на Марс может привести к повреждению мозга
- Познакомьтесь с двумя учеными, которые внедрили ложную память в мышь
- В науке удивительной новой хирургии, называемой глубокой стимуляцией мозга
Но самое интригующее исследование загадки памяти может продолжаться в Университете Пенсильвании. Там, команда под руководством нейробиолога Майкла Кахана, исследует, могут ли имплантаты в мозге мягко шокировать его для сохранения и восстановления воспоминаний.
Это все о связях
Исследование финансируется DARPA, исследовательским отделом Министерства обороны, с целью найти способ помочь жертвам черепно-мозговой травмы (ЧМТ) заново изучить процесс формирования памяти. Это стало критической проблемой для Пентагона - по оценкам, с 2000 года более 300 000 военнослужащих страдают от ЧМТ.
DARPA планирует инвестировать более 40 миллионов долларов в исследования в области имплантации головного мозга до 2018 года, из которых более 22 миллионов долларов выделено на проект Penn. Что отличает этот подход от более обычной визуализации мозга, так это то, что он основан на проведении экспериментов с отслеживанием нервных цепей мозга в режиме реального времени.
Например, исследователи могут «наблюдать» за электрической активностью в мозгу человека, когда он или она играет в игру памяти, и в идеале идентифицировать биомаркеры, когда память формируется или восстанавливается. Тогда целью было бы использовать низкие дозы электричества, чтобы стимулировать модель памяти, которая была наиболее эффективной для этого человека.
Кахана и его команда работали с пациентами с эпилепсией, у которых под черепа временно имплантировали сетку электродов. Электроды собирают показания мозговой активности, которые могут помочь врачам подсчитать, откуда возникают припадки в их мозге. Некоторых пациентов спросили, хотят ли они играть в серию игр на память на ноутбуке, надевая электроды.
По мере того, как пациенты играли и воспоминания обретали форму, исследователи записали запуск тысяч их нейронов с целью затем сосредоточить внимание на электрических сигналах, которые соответствовали определенному поведению памяти. Короче говоря, ученые, анализируя электрические импульсы мозга, намерены составить карту того, как этот человек формирует и восстанавливает воспоминания.
Большой скачок
Но это только первый этап проекта. Вторая половина была бы сосредоточена на разработке имплантата, который бы постоянно отслеживал, как функционирует мозг, и, если определенные нейронные сигналы не находятся на лучшем уровне для обработки памяти, он стимулировал бы соответствующие нейроны с помощью электрических импульсов низкого уровня. Устройство будет действовать как своего рода термостат с памятью, регулируя импульсы, чтобы мозг эффективно выполнял эту часть своей работы.
Это звучит увлекательно, но, как и в большинстве исследований, связанных с мозгом, нет ничего определенного Большинство нейрохирургов скажут вам, что для всех выполненных операций, всех изученных сканирований, анализируемого поведения нам еще многое предстоит узнать о функциях мозга и о том, что может произойти, если вы начнете экспериментировать с нейронными системами. соединения внутри него.
Будет ли стимулирование различных нейронов с помощью электрических устройств фактически имитировать работу мозга? Значит ли то, что паттерны для ученых действительно означают что-то на языке мозга? Может ли внедрение такого рода искусственного стимулирования принести больше вреда, чем пользы?
Классическим примером непредвиденных последствий изменения мозга является случай Генри Молизона, более известного как «HM» для поколений студентов-психологов. Со времени аварии на велосипеде в детстве у Молизона были настолько сильные эпилептические припадки, что ему больше не помогли высокие дозы лекарств. Его врач пришел к выводу, что лучшим оставшимся лечением было удаление части его мозга.
Так, в августе 1953 года, когда Молизону было 27 лет, хирург вырезал большую часть своего гиппокампа. Операция взяла под контроль его эпилепсию, но, как показала серия экспериментов, у Молизона не было возможности формировать новые воспоминания. Всю оставшуюся жизнь - он умер в 2008 году - Молизон жил в настоящем времени. Его история дала отличное представление о том, как работает человеческая память, особенно о роли гиппокампа. Это также научило врачей больше никогда не делать эту операцию.
Со своей стороны Кахана и его команда действуют осторожно. Они хотят понять как можно больше о механике памяти, прежде чем они начнут имплантировать устройства в мозг людей и заряжать нейроны электричеством. Они надеются, что удачно расположенные импульсы могут привести к неправильному процессу памяти, но они также реалистичны.
Как сказала Кахана MIT Technology Review: «Мы хотим, чтобы мозг проявлял определенную закономерность электрической активности. Это большой скачок, чтобы сказать, что мы можем каким-то образом подтолкнуть его в это состояние, дав ему небольшой толчок ».
