Baby boomers må være glade for å se at forskere går så mange forskjellige veier for ikke bare å takle det varige mysteriet om hvordan hjernen vår fungerer, men også i å se om tapte minner kan bli funnet. For et par uker siden rapporterte for eksempel et team av forskere ved Yale University School of Medicine at et medikament som ikke hadde vært særlig effektivt som kreftbehandling, har bidratt til å gjenopprette minnene om mus med Alzheimers sykdom. Og forrige måned kunngjorde forskere i Australia at mus med Alzheimers hvis hjerner ble skannet med ultralydbølger presterte like bra på tre forskjellige hukommelsestester som sunne mus.
Relatert innhold
- En tur til Mars kan gi deg hjerneskade
- Møt de to forskerne som har implantert et falskt minne i en mus
- Inside the Science of an Amazing New Surgery Called Deep Brain Stimulation
Men den mest spennende forskningen på gåtefullt minne kan pågå ved University of Pennsylvania. Der undersøker et team under nevrovitenskapsmannen Michael Kahana om implantater i hjernen forsiktig kan sjokkere den til å lagre og gjenopprette minner.
Det handler om tilkoblinger
Studien blir finansiert av DARPA, forskningsarmen til forsvarsdepartementet, med det formål å finne en måte å hjelpe ofre for traumatisk hjerneskade (LBI) å gjenopplære minneprocessen. Dette har blitt et kritisk spørsmål for Pentagon - det anslår at siden 2000 har mer enn 300 000 servicemedlemmer lidd TBI.
DARPA planlegger å investere mer enn 40 millioner dollar i forskning på hjerneprogrammer gjennom 2018 - mer enn $ 22 millioner av dette er forpliktet til Penn-prosjektet. Det som gjør denne tilnærmingen forskjellig fra mer konvensjonell hjernebilding, er at den er basert på å utføre eksperimenter mens du sporer hjernens nevrale kretsløp i sanntid.
For eksempel kan forskere "se" den elektriske aktiviteten i en persons hjerne når han eller hun spiller et minnespill og ideelt identifisere biomarkører når minner dannes eller hentes. Deretter ville målet være å bruke lave doser strøm for å stimulere minnemønsteret som har vært mest effektivt for den personen.
Kahana og teamet hans har jobbet med epilepsipasienter som har fått et nettverk av elektroder midlertidig implantert under hodeskallene. Elektrodene samler inn hjerneaktivitetsmålinger som kan hjelpe leger til å beregne hvor anfall har sin opprinnelse i hjernen. En rekke pasienter ble spurt om de ville være villige til å spille en serie minnespill på en bærbar PC mens de hadde på seg elektrodene.
Mens pasientene lekte og minnene tok form, registrerte forskerne avfyringen av tusenvis av nevronene sine, med målet om å nullstille elektriske signaler som tilsvarte spesifikk minneoppførsel. Kort sagt, har forskerne, gjennom analyse av hjernens elektriske pulser, tenkt å kartlegge hvordan den personen former og gjenoppretter minner.
Et stort sprang
Men det er bare fase en av prosjektet. Andre halvdel ville fokusere på å designe et implantat som hele tiden vil spore hvordan en hjerne fungerer, og hvis visse nevrale signaler ikke er på det beste nivået for å behandle minner, ville det stimulere de aktuelle nevronene med elektriske pulser på lavt nivå. Enheten vil fungere som en slags minnetermostat, og justere pulsen for å sikre at hjernen gjør denne delen av jobben sin effektivt.
Det høres fascinerende ut, men som med mest forskning som involverer hjernen, er ingenting sikkert. De fleste nevrokirurger vil fortelle deg at for alle operasjoner som er utført, alle skannene som er studert, all atferden som er analysert, har vi fortsatt mye å lære om hjernefunksjoner og hva som kan skje hvis du begynner å eksperimentere med nevrale forbindelser inni den.
Vil stimulering av forskjellige nevroner med elektriske apparater faktisk etterligne hvordan hjernen fungerer? Betyr det som virker som mønstre for forskere virkelig noe på hjernens språk? Kunne innføring av denne typen kunstig stimulering ende opp med å gjøre mer skade enn godt?
Det klassiske eksemplet på uforutsette konsekvenser av hjerneforandring er tilfellet Henry Molaison, bedre kjent som "HM" for generasjoner av psykologstudenter. Siden en sykkelulykke i barndommen, fikk Molaison epileptiske anfall så alvorlige at høye doser medisiner ikke lenger hjalp ham. Legen hans konkluderte med at den beste gjenværende behandlingen var å fjerne en del av hjernen.
Så i august 1953, da Molaison var 27, kuttet en kirurg ut det meste av hippocampus. Operasjonen fikk epilepsien hans under kontroll, men som en serie eksperimenter senere viste, satt Molaison uten mulighet til å danne nye minner. Resten av dette livet - han døde i 2008 - levde Molaison i tiden. Historien hans ga stor innsikt i hvordan menneskets minne fungerer, særlig rollen som hippocampus. Det lærte også leger å aldri gjøre den operasjonen igjen.
For deres del går Kahana og teamet hans forsiktig. De vil forstå så mye de kan om mekanikkene i minnet før de begynner å implantere enheter i folks hjerner og zapper nevroner med strøm. De er håpefulle at godt plasserte pulser kan justere en minneprosess som har gått galt, men de er også realistiske.
Som Kahana fortalte MIT Technology Review: “Vi vil at hjernen skal ha et visst mønster av elektrisk aktivitet. Det er et stort sprang å si at vi på en eller annen måte kan dytte den inn i den tilstanden ved å gi den et lite dytt. "
