Začátkem tohoto měsíce na výroční konferenci společnosti Neuroscience Society dva týmy vědců předvedly nové technologie, které by nám mohly poskytnout věčnou blaženost. Co když tajemství věčného štěstí spočívá v mozkovém implantátu? Představte si: sada drobných elektrod tiše sedí v různých částech mozku a zaznamenává elektrickou aktivitu tohoto orgánu v reálném čase. Data se odesílají do osobního algoritmu - „mapy nálady“- který dokáže odhadnout celkovou náladu člověka pouze na základě mozkových vln.
Když systém zaregistruje vzorce, které indikují nástup epizody deprese, vyšle elektrické signály do centra nálady v mozku. Pod dohledem algoritmu systém pokračuje ve stimulaci, dokud se vadné obvody nevrátí do svého „šťastného“stavu.
Algoritmus je zcela nezávislý. Každý signál, každé nastavení je skryto pod čepicí. Systém nepotřebuje vedení lékaře a osoba o signálech neví - cítí pouze obecnou úlevu od smutku.
Vědci financovaní z DARPA doufají, že tyto futuristické implantáty s uzavřenou smyčkou jednoho dne pomohou veteránům s PTSD - posttraumatickou stresovou poruchou - nebo lidem s těžkou depresí, kteří nereagují na léky.
"Mozek se velmi odlišuje od všech ostatních orgánů díky své síti a přizpůsobivosti," říká Justin Sanchez, programový manažer DARPA. „Uzavřená neurální rozhraní v reálném čase nám umožňují odklonit se od tradičního statického pohledu na mozek a přejít k přesné léčbě.“
I když byl tento systém primárně navržen na pomoc lidem s duševními chorobami, jeho potenciální dopad by mohl jít mnohem dál.
Je zřejmé, že operace mozku je vysoká cena za „stimulované štěstí“, zejména pro průměrného člověka. Je však možné, že by součásti systému mohly být nakonec nahrazeny neinvazivními způsoby měření a stimulace mozkové činnosti.
Co se potom stane? Budete moci důvěřovat ostatním přímým, stálým a chronickým přístupem ke svým vnitřním pocitům? Budete v pokušení utopit všechny své emoce ve štěstí?
Propagační video:
Kopej hlouběji
To vše je samozřejmě možné, pouze pokud systém funguje.
Systém je založen na staré technologii hluboké mozkové stimulace (DBS).
GM, který byl poprvé schválen pro léčbu pohybových příznaků během Parkinsonovy nemoci, spoléhá na elektrody přímo implantované do mozku, které dodávají elektrické impulsy. Tyto impulsy interagují s místními neurony a mění jejich aktivitu.
Stejně jako házení oblázku do rybníka se stojatou vodou, změny v této základní skupině neuronů pulzují nervovými obvody. Ačkoli neurologové plně nerozuměli specifickým mechanismům, zdá se, že GSF zmírňuje řadu neurologických poruch. Přinejmenším některé rozptýlené testy to ukázaly.
V jedné z prvních ukázek síly paliv a maziv vědci zapnuli a vypnuli stimulační systém a zeptali se pacienta v depresi, jak se cítí. Je neuvěřitelné, že pacient hlásil „vysokou náladu“pouze tehdy, když systém fungoval - i když si uvědomil, že vědci aktivovali elektrické impulsy.
Tento a další rané příběhy o úspěchu vedly k nedávné rozsáhlé klinické studii zahrnující 90 lidí s depresí. Špatná zpráva: Studie v průměru po roce léčby nezjistily žádné zlepšení.
Ale Dr. Edward Chang, neurolog z Kalifornské univerzity v San Francisku, který vede jeden z projektů, si myslí, že je to jen začátek.
Většina paliv a maziv zachází s depresí stejně, i když ji lidé zažívají jinak. Tyto systémy ponoří mozek do konstantních elektrických impulsů. Stimulační protokol stanoví lékař, nikoli skutečný stav mozku pacienta. Podle Changa je důležité vytvořit implantáty speciálně navržené k léčbě každého jednotlivě - a zapnout systém pouze v případě potřeby.
Mapa nálady
Na pozvání Dr. Omida G. Saniho, elektrotechnika z University of Southern California, vyvinuli vědci algoritmus, který převádí mozkové vlny do subjektivních nálad. Tým pracoval se šesti epileptickými pacienty s již implantovanými elektrodami, aby sledoval zdroj jejich záchvatů. Po dobu tří týdnů byla mozková aktivita pacienta pečlivě sledována, zatímco nálada byla sledována pomocí standardního dotazníku.
Porovnáním těchto dvou typů informací vědci vymysleli algoritmus, který extrahoval malé množství „neurálních prediktorů“- dynamických vzorců aktivity neurální sítě -, které by mohly přesně předpovědět neustále se měnící pocity člověka.
Objevilo se několik ohnisek, včetně limbického systému, dříve identifikovaného centra pro řízení nálady a motivace.
„Tyto biomarkery dynamické nálady a algoritmy, které dekódují náladu, mohou poskytnout obraz mozkových procesů, které jsou základem řízení nálady,“uzavřel Sani.
Je to také první krok k personalizované mozkové stimulaci deprese.
Podle Nature již Sani a Cheng vyvinuli testovací systém připravený k testování na lidech. Smyčkové systémy, jako je tento, již byly testovány na několika lidech, ale Cheng zdůrazňuje, že tyto předběžné výsledky je třeba dále ověřovat.
Překročit čáru
Druhý tým vědců vedený neurochirurgem General Hospital Massachusetts Emad Eskandar zvolil poněkud odlišný přístup.
Tzv. Transdiagnostický přístup se zaměřuje spíše na společné rysy různých duševních poruch než na konkrétní poruchu nálady. Vědci tedy vyvinuli algoritmy, které zachycují a zdůrazňují mozkovou aktivitu spojenou se známými aspekty špatné nálady, jako je zvýšená úzkost, zapomnětlivost a nedostatek empatie.
Eskandar věří, že mozkové vlny jsou jen malou částí dat. Jeho tým také doufá, že zaznamená aktivitu jednotlivých neuronů, aby identifikoval ty, které vedou k duševním onemocněním.
Cíl je samozřejmě nesmírně ambiciózní. Pokud bude úspěšný, bude Eskandar schopen sledovat příznaky onemocnění, od jednotlivých neuronů po neurální okruhy mozkové činnosti - a poté bude možné sestavit vícevrstvý atlas pro lékaře, kteří jej mohou použít k nalezení nejlepších léčebných metod.
Vědci na konferenci studovali své vlastní schopnosti a představili algoritmus, který určuje, kdy lidé kvůli nedostatku pozornosti něco ztratí z dohledu. Účastníci byli požádáni, aby se zaměřili na úkol - například identifikaci emocí na tvářích generovaných počítačem - a zároveň sledovali jejich mozkovou aktivitu. Algoritmus se nakonec naučil identifikovat vzorce nervové aktivity spojené s rozptýlením.
Když vědci stimulovali mozek dobrovolníků v oblasti rozhodování, jejich výkonnost při řešení problémů se výrazně zlepšila. Struktury nervové aktivity „rozptýleného mozku“také zmizely.
Tým v současné době pracuje na automatizaci procesu tak, aby algoritmus přímo indukoval stimulaci během pozornosti.
Mozek naruby
Pokud tyto projekty DARPA dojde, naše léčba duševních chorob se radikálně změní. Vědci se ale obávají, že bychom mohli vstoupit do minového pole etiky.
Aby bylo možné tyto uzavřené systémy plně implementovat, musí algoritmus vždy znát skutečné pocity dané osoby. I když nehlásí výkyvy nálady, data jsou k dispozici vědcům a lékařům. A pokud se taková léčba někdy komercializuje, budou pacienti schopni důvěřovat společnostem, že udrží své pocity a emoce v bezpečí?
Někteří vědci se také obávají, že elektrická pilulka štěstí změní ego člověka.
"Při jakékoli léčbě mozkových onemocnění riskujeme, že budeme všichni stejní, přičemž jakoukoli odchylku od normy budeme považovat za nemoc," říká Dr. Karen Rommelfanger z Emory University a hovoří o palivech a mazivech. "Chceme v tom všem vidět kouzlo." Chceme se však deprese úplně zbavit? Ne, a neměl by. Být člověkem znamená zažít celou řadu zážitků, “říká.
Nikdy nebude nadbytečné o tom mluvit. Podle Changa však krátkodobé výhody - schopnost zbavit člověka této celé řady příznaků - již činí projekty užitečnými. "Je to poprvé, co otevíráme okno do mozku," říká.
Ilya Khel