Ali je možno povečati moč možganov z električnimi sunki?

Poleti 2010 si je Ryan Clark med telovadnico v telovadnici iztegnil gleženj. Neprijetnost nesreče je bila večja od bolečin. En teden je uporabljal bergle, dokler si gleženj ni ozdravil. Nato se je šest tednov kasneje bolečina vrnila - le tokrat je bilo veliko hujše. Ryan je končal v invalidskem vozičku in ni mogel prenesti agonije hoje.

Uporaba zdravil in rehabilitacija je mlademu moškemu pomagala pri bolečinah in po šestih tednih si je opomogel. Ni trajalo dolgo, da se je spet poškodoval in po tretjič je bila fantova bolečina neznosna. "Devetletniku so bile le običajne poškodbe, " pravi Ryanin oče Vince.

Fant si ni mogel niti premikati gležnja, kot da so mu trdne mišice in bolečina je bila tako močna, da je imel tresenje in krče. Ryanu je bil končno diagnosticiran kompleksen regionalni bolečinski sindrom, bolezen, ki prizadene enega od milijona otrok njegove starosti. Dečkov primer je bil kompleksen, saj protibolečinske tablete niso imele učinka.

Vince Clark, ki vodi Center za psihologijo in nevroznanost Univerze New Mexico v Albuquerqueju, se je zanimal za fantov primer in mislil, da mu lahko pomaga pri raziskovalnih metodah, ki jih vodi. Imenovana transkranialna enosmerna stimulacija (TDCS), vključuje nanašanje svetlobnih in usmerjenih električnih tokov na glavo.

TDCS spada v skupino tehnik, znanih kot "neinvazivna stimulacija možganov", ker ne vključujejo kirurškega posega. TDCS obstaja eksperimentalno, leta 2010 pa se je izkazal za uporabnega za lajšanje bolečin in prinašal upanje na zdravljenje na tisoče ljudi. Toda zunaj bolečine se zdi, da uporaba udarcev v glavo spodbudi možgane, izboljša spomin in pozornost pri zdravih ljudeh.

In ki je pokazal zanimanje, je bilo ameriško ministrstvo za obrambo (DoD), ki je vprašalo, ali lahko to koristi ameriški vojski. Ko je Ryan zbolel, je Clark za financiranje odpeljal študije v DoD in rezultati so takoj pritegnili pozornost vojske.

Zgodba o možganskem šoku

Osnovni koncept tDCS, ki uporablja neposredni tok, da spodbudi območje, ki ga zanimajo možgani, obstaja že več kot 100 let. Še pred 19. stoletjem je bilo več rudimentarnih poskusov, ki so tehniko uporabili s poskusi na živalih in ljudeh.

Zaradi teh začetnih študij je bila tehnika pripeljana na področje medicine. Leta 1803 je Aldini začel študijo, v kateri je trdil, da dokazuje, da lahko tehnika stimulacije z neposrednim tokom izboljša razpoloženje bolnikov z melanholijo, vključno s trditvijo, da je 27-letnega depresivnega kmeta ozdravil samo z električno stimulacijo.

Aldinijevi poskusi z električno energijo so bili začetek dolge in slavne epizode v zgodovini psihiatrije. Šok terapija (elektrokonvulzivna terapija), ki je potrebovala dovolj močne tokove, da sproži epileptične napade, je bila uvedena v poznih tridesetih letih prejšnjega stoletja, vendar s pojavom novih učinkovitih zdravljenj z zdravili, pa tudi z javno kritiko nečloveške uporabe elektrošoka pri psihiatričnih bolnikih., je padla v uporabo. Kljub temu, da tehnika na splošno ni bila odobrena, so nevroznanstveniki še vedno preučevali njene učinke na živali.

V šestdesetih letih prejšnjega stoletja so znanstveniki odkrili, da tDCS, ki vključuje tokove do 1.000 krat manj močne od tistih, ki se uporabljajo pri elektrokonvulzivni terapiji, lahko vpliva na možganske celice in pomaga pri hudi depresiji. Toda zdravila so bila še vedno videti bolj obetavna kot psihiatrična zdravljenja in tako je tDCS padel - spet.

Potem je v osemdesetih letih terapija z elektrošokom doživela preporod. Postalo je jasno, da lahko zdravi nekatere bolnike s hudo depresijo, na katere zdravila niso vplivala. Hkrati je raslo zanimanje za tehniko, imenovano transkranialna magnetna stimulacija (TMS).

Bolnik, ki je opravljen na sestanku TMS, ne trpi nobenega neugodja in vse, kar mora storiti, je mirno, medtem ko palica nad lobanjo ustvarja magnetno polje, ki prodira v možgane. To lahko omili depresijo in pomaga tudi pri rehabilitaciji po možganski kapi ali poškodbi glave.

Leta 2000 sta Michael Nitsche in Walter Paulus z univerze v Göttingenu v Nemčiji poročala, da lahko tDCS spremeni človekov odziv na magnetno stimulacijo. Medtem ko se možganske celice stimulirajo v TMS, tDCS povzroči bolj nenadno in očitno spremembo. Zanimanje nevroznanstvenikov za tDCS je znova sprožilo študije Göttingena.

Rezultati praktičnega in splošnega interesa pa so bili dobljeni šele po uporabi zdravih ljudi, ki so bili vključeni samo v preskuse možganskih primerjav. Od takrat naprej je bilo opaziti, da bi tDCS vplival ne samo na bolnike, ampak tudi na zdrave ljudi. Predhodni rezultati so pokazali, da bi tehnika lahko izboljšala učenje in spomin.

Nazaj k vojski

Na tej točki je Agencija za napredne obrambne raziskave (DARPA), del ministrstva za obrambo, ki je odgovoren za razvoj novih tehnologij za vojaško uporabo, podala predlog za raziskave na področju, ki so ga poimenovali "pospešeno učenje". "

Kljub vsem obetavnim naporom in rezultatom cilji niso vedno doseženi, včasih pa je bilo tudi obratno. Razlog je zaradi zapletenosti možganov, pravi Clark, znanstveniki pa imajo šele zdaj tehnologije, ki omogočajo, da slike možganov delujejo. Vrženje električnega toka na napačno mesto bo povzročilo drugačen odziv na tistega, ki ga želite dobiti.

Raziskava se kljub vojaškemu zanimanju in financiranju ministrstva srečuje z nekaterimi težavami. Za Clarka njegove študije niso v bistvu o tem, da bi vojaku pomagal prepoznati grožnjo - ki bi v resničnem svetu lahko pomenila prepoznavanje in ubijanje sovražnika - temveč za raziskavo, kako možgani zaznavajo grožnje.

Vendar pa si vojska ne sledi istega ideala, cilj pa je bil razviti orožje. Clark je s tem, ko je DARPA izvedla eksperiment, težišče Mind Research Network (MRN) vse bolj preusmerilo k razvoju orodij, ki bi jih vojska lahko uporabila, pravi Clark.

"Ni mi dovoljeno povedati, o čem se je razpravljalo, vendar lahko naštejem nekaj možnosti, " pravi. "Naprava, zaradi katere sovražne čete nezavestne ali jih naredi preveč zmedene ali žalostne za boj.

Obstajajo tudi orožja, ki spreminjajo misli ali prepričanja, neposredno vplivajo na odločanje ali ustvarijo občutek "nagrade" v vaših možganih za spremembo vašega vedenja. Mogoče je tudi, da se nekdo zave, medtem ko ga mučijo. Clark je celo slišal, kako je ETCC uporabljal za izboljšanje ostrostrelskih treningov, česar pa ni odobril.

Clark je izgubil delovno mesto leta 2009, ko je bila ugotovljena napaka pri izplačilu bonusov raziskovalnim sodelavcem pri projektu, ki ga vodi DARPA. Clark pravi, da ni šlo za tako resno, a je v okviru spora s kolegi glede usmeritve inštituta stanje poslabšalo. To ga je tudi odvrnilo od naslednjih faz raziskovanja.

Nekaj ​​možnosti financiranja

Raziskovalec še vedno deluje kot raziskovalni nadzornik na MRN, vendar dela predvsem na univerzi. Zaradi tega je denarja malo in na vse načine poskuša pridobiti sredstva za nadaljevanje svojih raziskav in ne biti povezan z vojsko.

Farmacevtske družbe ne zanimajo plačila za raziskave, ker ETCC ni zdravilo in v nekaterih primerih tekmuje in ima lahko celo velike prednosti. "Ne kroži po telesu, zato ne vpliva na druge organe, ki jih večina zdravil lahko poškoduje, " pravi Clark.

"Ne zasvoji. Če pride do težave, jo lahko v nekaj sekundah onemogočite. Je tudi poceni. " Te koristi na žalost omejujejo možnosti raziskovalcev na javno financirane organizacije (ki ne porabijo veliko denarja za raziskave ETCC), zasebne zaščite ali vojaško povezane družbe.

V preteklosti je financiranje DoD prineslo novosti, ki so imele velik vpliv na civilno življenje - pomislite na Globalni satelitski sistem za določanje položaja (GPS) ali slušalke za odpravljanje hrupa, med številnimi drugimi tehnologijami, ki so zdaj v civilni uporabi. Vendar se zdi, da ETCC ni eden od njih.

Clark trenutno zbira vsak denar, ki mu bo omogočil nadaljevanje raziskav, da bi pomagal ljudem - zdravljenje alkoholikov, zmanjšanje halucinacij pri ljudeh s shizofrenijo in nadzor impulzivnega vedenja, povezanega s sindromom ploda. Čeprav so raziskave z ETCC poceni, je financiranje težko pridobiti.

Druga ugotovitev, v kateri se zdi, da tudi tDCS deluje dobro, je povezana z bolečino pri bolnikih, ki se ne odzivajo dobro na običajna zdravila proti bolečinam, kot so kronični in poškodovani živci.

V teh primerih je ponavadi cilj motorična skorja, ideja pa je zmanjšati znake bolečine, prav to pa vpliva na vašega sina Ryana, največjo Clarkovo motivacijo za raziskovanje tDCS. Glede na nedavni hiter porast raziskav ETCC, objavljenih v akademskih revijah, Clark upa, da bo Nacionalni inštitut za zdravje (NIH) lahko financiral nadzorovane študije in bolje opremljene laboratorije.

Poleg tega je mogoče, da raziskave vojaškega orožja postanejo tehnologije, ki se uporabljajo za izboljšanje duševnih sposobnosti civilistov, kar povzroči revolucijo v načinu učenja.