Není pochyb o tom, že jsme se o lidském mozku v posledních 50 letech hodně naučili, ale jak neurovědci rychle uznávají, centrum našich nervových systémů zůstává do značné míry záhadou. V horní části seznamu svých záhad: jak funguje paměť - zejména jak ji obnovit, jakmile se ztratí.
Nyní však prostřednictvím rychle rostoucího odvětví neurověd, známého jako přímé zaznamenávání mozku, mohou vědci sledovat mozkovou aktivitu v reálném čase pomocí implantovaných elektrod. Tato technika by jim mohla umožnit zmapovat, jak neurony komunikují, když se vytvářejí nebo vzpomínají vzpomínky, což by pak mohlo umožnit vyvinout zařízení, které by mohlo napodobit proces vytváření paměti stimulací stejných neuronů.
Může se to zdát trochu vymyšlené, ale agentura DARPA, která financuje špičkový výzkum pro Ministerstvo obrany USA, věří natolik v technologický potenciál, že minulý týden oznámila granty v celkové výši 40 milionů dolarů, aby zjistila, zda taková paměť „neurofrostetická“ může být vyvinut v příštích čtyřech letech.
Jiní vědci zkoumají různé způsoby, jak odhalit tajemství paměti. V nedávné studii podporované Národními zdravotnickými instituty byl Roberto Malinow z kalifornské univerzity v San Diegu schopen použít přesně cílené světlo k vyhlazení a obnovení vzpomínek u geneticky modifikovaných myší. A loni v létě vědci z Columbia University Medical Center oznámili, že byli schopni výrazně zlepšit vzpomínky na staré myši zvýšením hladiny určitého proteinu v jejich mozcích.
Myšlenka použití implantátů k oživení paměti - považovaná za radikální koncepci, když ji propagovali blízcí neurovědci University of Southern California Theodore Berger teprve před několika lety - upoutala pozornost lidí v DARPA. Svůj potenciál vidí jako inovativní a neobvykle přesný způsob, jak pomoci poškozeným veteránům - z nichž asi 270 000 utrpělo traumatická zranění mozku, od roku 2000 často s oslabující ztrátou paměti - s několika dalšími možnostmi léčby.
Vytváření vzpomínek
Výzkumný projekt nazvaný „Obnova aktivní paměti“ (RAM) je navržen na základě přesvědčení, že bez ohledu na to, jak sladké nebo jak rušivé, je každá paměť vytvořena stejným způsobem: prostřednictvím postupného působení mnoha neuronů. Narušte tuto sekvenci traumatickým zraněním, přemýšlíte a funkce paměti se zablokuje. Ale co kdyby vědci po počítačových programech paměti, které vyvinuli, mohli použít malé implantáty k obcházení poškozené oblasti vysíláním signálů neuronům dál podél obvodu?
To je v zásadě cílem programu RAM, který bude zahrnovat týmy ze tří institucí: University of California, Los Angeles (UCLA), University of Pennsylvania a Lawrence Livermore National Laboratory. Každý bude mít své vlastní zaměření.
Tým UCLA se zaměří na to, co se nazývá entorhinalní oblast mozku. Díky předchozímu výzkumu ji identifikovali jako bránu k hippocampu, oblasti mozku nejvíce spojené s učením a pamětí. Chcete-li dát nějaký smysl, jak kritický je hippocampus pro to, co z nás dělá člověka, zvažte jeden z objevů povodí v mozkové vědě, který zahrnuje člověka v padesátých letech, který měl velké části hippocampu odstraněny jako léčbu záchvatů. Po zákroku už nebyl schopen vytvářet nové vzpomínky - nemohl si vzpomenout, co se s ním každý den stalo.
Aby se zabránilo tomu, jak se hippocampus mění v každodenní existenci v paměti, vědci UCLA nejprve použijí data z elektrod již implantovaných pacientům s epilepsií, aby vyvinuli počítačový model toho, jak neurony v této části mozku komunikují během vytváření paměti. Z toho budou spolupracovat s vědci v Livermore na vytvoření bezdrátových implantovatelných zařízení, která mohou replikovat proces stimulací příslušných neuronů.
V Pensylvánii mezitím vědci získají širší pohled na to, jak se vzpomínky formují, přibližují se k ní jako řada komplexních interakcí mezi různými oblastmi mozku. Budou pracovat s pacienty, kteří již mají elektrody implantované do více oblastí mozku a sledují nervovou aktivitu, protože tito lidé hrají počítačové hry na počítačích. Cílem je znovu identifikovat vzorce chování neuronů, když jsou uloženy nové paměti nebo načteny staré, a také se pokusit izolovat „biomarkery“ pro případ, že se něco pokazí.
Sázení na technologii
Přesto má projekt skeptiky.
"Musíme si neustále připomínat, že ne, nemluvíme o tajném jazyce mozku - děláme velmi hrubé stimulace, " řekl New York Times Dr. Anthony Ritaccio, ředitel neurochirurgie v nemocnici Albany . "Když pracujete s mozkem, musíte se pořádně plácat do obličeje jako kontrola reality;" stále to tak málo chápeme. “
Ale Justin Sanchez, manažer projektu RAM v DARPA, říká, že je čas udělat velkou sázku na technologii.
"Dlužíme to našim členům servisu, " řekl, "zrychlit výzkum, který může minimalizovat dlouhodobé dopady jejich zranění."
A koneckonců, pracovní paměť pomáhá nám všem lépe pochopit svět, jak říká vzdělávací psycholog Peter Doolittle v tomto rozhovoru TED.
