Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι έχουμε μάθει πολλά για τον ανθρώπινο εγκέφαλο τα τελευταία 50 χρόνια, αλλά, όπως οι νευροεπιστήμονες είναι γρήγοροι να αναγνωρίσουν, το κέντρο των νευρικών συστημάτων μας παραμένει σε μεγάλο βαθμό ένα μυστήριο. Κοντά στην κορυφή της λίστας των αινιγματισμών: πώς λειτουργεί η μνήμη - ειδικά πώς να την επαναφέρετε μόλις χάσει.
Τώρα, όμως, μέσω ενός ταχέως αναπτυσσόμενου κλάδου νευροεπιστήμης γνωστού ως άμεση καταγραφή εγκεφάλου, οι επιστήμονες μπορούν να ακολουθήσουν την εγκεφαλική δραστηριότητα σε πραγματικό χρόνο μέσω εμφυτευμένων ηλεκτροδίων. Η τεχνική θα μπορούσε να τους δώσει τη δυνατότητα να καταγράψουν πώς οι νευρώνες επικοινωνούν όταν σχηματίζονται ή ανακαλούνται μνήμες, οι οποίες θα μπορούσαν στη συνέχεια να καταστήσουν εφικτή την ανάπτυξη μιας συσκευής που θα μπορούσε να μιμηθεί τη διαδικασία δημιουργίας μνήμης, διεγείροντας τους ίδιους νευρώνες.
Μπορεί να φαντάζει λίγο φανταστικό, αλλά ο DARPA, ο οργανισμός που χρηματοδοτεί έρευνα αιχμής για το αμερικανικό Υπουργείο Άμυνας, πιστεύει τόσο πολύ στο δυναμικό της τεχνολογίας ότι την περασμένη εβδομάδα ανακοίνωσε επιχορηγήσεις συνολικού ύψους 40 εκατομμυρίων δολαρίων για να δει αν μια τέτοια "νευροπροθετική" μπορεί να αναπτυχθεί τα επόμενα τέσσερα χρόνια.
Άλλοι επιστήμονες διερευνούν διαφορετικούς τρόπους για να ξεδιπλώσουν το μυστήριο της μνήμης. Σε μια πρόσφατη μελέτη υποστηριζόμενη από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, ο Roberto Malinow, από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας του Σαν Ντιέγκο, μπόρεσε να χρησιμοποιήσει ακριβώς στοχευμένο φως για να εξαλείψει και στη συνέχεια να αποκαταστήσει αναμνήσεις σε γενετικά τροποποιημένους ποντικούς. Και το περασμένο καλοκαίρι, οι ερευνητές του Ιατρικού Κέντρου του Πανεπιστημίου Κολούμπια ανακοίνωσαν ότι ήταν σε θέση να βελτιώσουν σημαντικά τις μνήμες των παλιών ποντικών, αυξάνοντας το επίπεδο μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης στους εγκεφάλους τους.
Αλλά η ιδέα της χρήσης των εμφυτευμάτων για την αναζωογόνηση της μνήμης-θεωρείται μια ριζοσπαστική αντίληψη, όταν προωθήθηκε από τους ομοφυλόφιλους του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας Θεόδωρο Μπέργκερ μόλις πριν από μερικά χρόνια- έχει τραβήξει την προσοχή των ανθρώπων στο DARPA. Θεωρούν τις δυνατότητές τους ως έναν καινοτόμο και ασυνήθιστα ακριβή τρόπο για να βοηθήσουν τους κατεστραμμένους βετεράνους - περίπου 270.000 από τους οποίους έχουν υποστεί τραυματικές βλάβες στον εγκέφαλο, συχνά με εξασθενημένη απώλεια μνήμης, από το 2000 με λίγες άλλες θεραπευτικές επιλογές.
Κάνοντας αναμνήσεις
Το ερευνητικό πρόγραμμα, που ονομάζεται "Αποκατάσταση ενεργού μνήμης" (RAM), σχεδιάζεται γύρω από την πεποίθηση ότι ανεξάρτητα από το πόσο γλυκό ή πόσο ενοχλητικό, κάθε μνήμη σχηματίζεται με τον ίδιο τρόπο: μέσω μιας διαδοχικής δράσης πολλών νευρώνων. Διαταράξτε αυτή την ακολουθία μέσω ενός τραυματικού τραυματισμού, ο λόγος πηγαίνει και η λειτουργία μνήμης αποκλείεται. Αλλά τι θα γίνει αν οι επιστήμονες, ακολουθώντας τα προγράμματα ηλεκτρονικών υπολογιστών της διαδικασίας μνήμης που έχουν αναπτύξει, θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν μικροσκοπικά εμφυτεύματα για να δουλέψουν γύρω από μια κατεστραμμένη περιοχή στέλνοντας σήματα στους νευρώνες μακρύτερα στο κύκλωμα;
Αυτό είναι ουσιαστικά ο στόχος του προγράμματος RAM, το οποίο θα περιλαμβάνει ομάδες από τρία ιδρύματα: το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, το Λος Άντζελες (UCLA), το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας και το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore. Ο καθένας θα έχει τη δική του εστίαση.
Η ομάδα της UCLA θα επικεντρωθεί σε αυτό που είναι γνωστό ως η ενδορινική περιοχή του εγκεφάλου. Χάρη σε προηγούμενες έρευνες, το έχουν αναγνωρίσει ως την πύλη στον ιππόκαμπο, την περιοχή του εγκεφάλου που συνδέεται περισσότερο με τη μάθηση και τη μνήμη. Για να σας δώσουμε κάποια αίσθηση για το πόσο κρίσιμος είναι ο ιππόκαμπος σε αυτό που μας κάνει ανθρώπους, θεωρήστε μια από τις ανακαλύψεις της λεκάνης στην επιστήμη του εγκεφάλου, που περιλαμβάνει έναν άνθρωπο στη δεκαετία του 1950 που είχε αφαιρέσει μεγάλες ποσότητες του ιππόκαμπου του ως θεραπεία για επιληπτικές κρίσεις. Μετά τη διαδικασία, δεν ήταν πλέον σε θέση να δημιουργήσει νέες αναμνήσεις - δεν μπορούσε να θυμηθεί τι συνέβη σε αυτόν κάθε μέρα μετά.
Για να μηδενιστεί ο τρόπος με τον οποίο ο ιππόκαμπος μετατρέπει την καθημερινή ύπαρξη σε αναμνήσεις, οι ερευνητές της UCLA θα χρησιμοποιήσουν πρώτα δεδομένα από ηλεκτρόδια που έχουν ήδη εμφυτευτεί σε ασθενείς με επιληψία για να αναπτύξουν ένα μοντέλο υπολογιστή για το πώς οι νευρώνες σε αυτό το τμήμα του εγκεφάλου επικοινωνούν κατά τη διάρκεια της λήψης μνήμης. Από αυτό, θα συνεργαστούν με επιστήμονες στο Livermore για να δημιουργήσουν ασύρματες, εμφυτεύσιμες συσκευές που θα μπορούν να αναπαράγουν τη διαδικασία με την τόνωση των κατάλληλων νευρώνων.
Στην Πενσυλβανία, εν τω μεταξύ, οι ερευνητές θα λάβουν μια ευρύτερη άποψη για το πώς διαμορφώνονται οι μνήμες, προσεγγίζοντας το ως μία σειρά πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων μεταξύ διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου. Θα εργαστούν με ασθενείς που έχουν ήδη ηλεκτρόδια εμφυτευμένα σε πολλαπλές περιοχές του εγκεφάλου τους, παρακολουθώντας τη νευρική δραστηριότητα καθώς αυτοί οι άνθρωποι παίζουν παιχνίδια μνήμης σε υπολογιστές. Ο στόχος είναι και πάλι να προσδιοριστούν τα πρότυπα της συμπεριφοράς των νευρώνων όταν αποθηκεύονται νέες μνήμες ή να ανακτηθούν τα παλιά και επίσης να απομονώνονται οι «βιοδείκτες» όταν κάτι πάει στραβά.
Στοίχημα για την τεχνολογία
Ακόμα, το σχέδιο έχει σκεπτικιστές.
"Πρέπει να συνεχίσουμε να θυμίζουμε ότι, όχι, δεν μιλάμε μυστική γλώσσα του εγκεφάλου - κάνουμε κάποιες πολύ ακαθαρσίες", δήλωσε στους New York Times ο Δρ Anthony Ritaccio, διευθυντής της νευροχειρουργικής στο νοσοκομείο του Albany . "Όταν εργάζεστε με τον εγκέφαλο, θα πρέπει να κρατάτε τον εαυτό σας σαν ένα πραγματικό έλεγχο. εξακολουθούμε να καταλαβαίνουμε τόσο λίγα. "
Ο Justin Sanchez, διευθυντής του έργου RAM της DARPA, λέει ότι ήρθε η ώρα να κάνουμε ένα μεγάλο στοίχημα για την τεχνολογία.
"Το χρωστάμε στα μέλη της υπηρεσίας μας", είπε, "να επιταχύνει την έρευνα που μπορεί να ελαχιστοποιήσει τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις των τραυματισμών τους".
Και μάλιστα, μια μνήμη εργασίας βοηθάει όλους μας να κατανοήσουμε καλύτερα τον κόσμο, όπως λέει ο εκπαιδευτικός ψυχολόγος Peter Doolittle σε αυτή την TED Talk.
