Nem kérdés, hogy sokat tanultunk az emberi agyról az elmúlt 50 évben, de amint az idegtudósok gyorsan felismerik, idegrendszerünk központja nagyrészt rejtély. A rejtélyek listájának tetején: hogyan működik a memória - különösképpen, hogyan lehet azt visszaállítani, ha elveszik.
Most azonban a tudományos tudomány gyorsan növekvő ágán keresztül, amelyet a közvetlen agyfelvételnek hívnak, a tudósok az agyak tevékenységét valós időben követhetik beültetett elektródokon keresztül. Ez a technika lehetővé tenné számukra, hogy feltérképezzék az idegsejtek kommunikációját, amikor az emlékek kialakulnak vagy visszahívásra kerülnek, ezáltal lehetővé válik egy olyan eszköz kifejlesztése, amely utánozza a memória-létrehozási folyamatot ugyanazon neuronok stimulálása révén.
Kicsit fantasztikusnak tűnhet, de a DARPA, az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának legmodernebb kutatásait finanszírozó ügynökség annyira hisz a technológia lehetőségeiben, hogy a múlt héten összesen 40 millió dollár támogatást jelentett be annak ellenőrzésére, hogy egy ilyen memória „idegprotetizáló” fejleszthető a következő négy évben.
Más tudósok különféle módszereket keresnek a memória rejtélyének feltárására. Egy nemrégiben végzett tanulmányban, amelyet a Nemzeti Egészségügyi Intézetek támogattak, Roberto Malinow, a kaliforniai egyetem, San Diego, pontosan megcélzott fényt tudott felhasználni a géntechnológiával létrehozott egerek emlékeinek törlésére, majd visszaállítására. És tavaly nyáron a Columbia University Medical Center kutatói bejelentették, hogy jelentősen javíthatják a régi egerek emlékeit azáltal, hogy az agyukban egy adott protein szintjét növelik.
De az implantátumok felhasználása az emlékezet újraélesztésére - amelyet radikális koncepciónak tekintett, amikor a Dél-Kaliforniai Egyetem idegtudós kutatója, Theodore Berger csak néhány évvel ezelőtt támogatta - felhívta a DARPA embereinek figyelmét. Úgy látják, hogy ez a lehetőség egy innovatív és szokatlanul pontos módszer a sérült veteránok támogatására - akik közül mintegy 270 000 traumatikus agyi sérülést szenvedett, 2000-től kezdve gyakran hanyatló memóriavesztéssel - kevés más terápiás lehetőség mellett.
Emlékek készítése
Az „Aktív memória helyreállítása” (RAM) elnevezésű kutatási projekt azon a véleményen alapul, hogy bármi édes vagy zavaró is, minden memória ugyanúgy alakul: sok neuron egymást követő működése révén. Ha ezt a szekvenciát traumatikus sérülés miatt zavarják, akkor a gondolkodás megy végbe, és az memória funkció blokkolódik. De mi lenne, ha a tudósok az általuk kifejlesztett memóriafolyamat számítógépes programjait követve apró implantátumokat használnának a sérült terület körül történő munkavégzéshez azáltal, hogy jeleket továbbítanak az áramkörön távolabbi idegsejtekre?
Ez alapvetően a RAM program célja, amely három intézmény csapatait vonja be: a Kaliforniai Egyetem, Los Angeles (UCLA), a Pennsylvaniai Egyetem és a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium. Mindegyiknek megvan a saját fókusza.
Az UCLA csapata arra összpontosít, amely az agy entorginális területe. A korábbi kutatásoknak köszönhetően felismerték azt a hippokampusz átjárójaként, az agy régióval, amelyet a leginkább a tanulás és az emlékezet társít. Annak érdekében, hogy megértsük, mennyire kritikus a hippokampusz az, ami embereket tesz, fontolja meg az agytudomány egyik vízgyűjtő-felfedezését, amelybe az 1950-es években egy férfit vontak be, akinek nagy részét hippokampuszából eltávolították rohamok kezelésére. Az eljárás után már nem tudott új emlékeket létrehozni - nem tudta visszaemlékezni, mi történt vele mindennap utána.
Annak érdekében, hogy a hippocampus a napi létezést emlékekké alakítsa, az UCLA kutatói először az epilepsziában szenvedő betegekbe beültetett elektródok adatait használják számítógépes modell kidolgozására, amellyel az agy azon részének idegsejtjei kommunikálnak a memória készítése során. Ettől kezdve a Livermore kutatóival együttműködve vezeték nélküli, beültethető eszközöket hoznak létre, amelyek a megfelelő idegsejtek stimulálásával replikálhatják a folyamatot.
Időközben Pennsylvaniában a kutatók szélesebb körű képet fognak látni arról, hogy az emlékek hogyan alakulnak ki, és a különböző agyi régiók közötti komplex interakció sorozatának tekintik. Olyan betegekkel fognak együttműködni, akiknek elektródjait már az agy több területén beültették, követve az idegi aktivitást, miközben ezek az emberek memóriajátékokat játszanak számítógépeken. A cél ismét az, hogy azonosítsuk az idegsejtek viselkedésének mintáit új emlékek tárolásakor vagy a régi emlékek visszakeresésekor, valamint megkíséreljük elkülöníteni a „biomarkereket”, amikor valami rosszra fordul.
Fogadások a technológiára
Ennek ellenére a projekt szkeptikusokkal rendelkezik.
"Meg kell emlékeztetnünk magunkat arra, hogy nem, nem az agy titkos nyelvén beszélünk - nagyon nyersen stimulálunk" - mondta Dr. Anthony Ritaccio, az Albany Kórház idegsebészeti igazgatója a New York Times-nak. „Az agyakkal való munka során a valóság ellenőrzéseként szembe kell néznie saját magával; még mindig nagyon keveset értünk. ”
Justin Sanchez, a DARPA RAM projekt menedzserje szerint azonban itt az ideje, hogy nagyot tegyen a technológiára.
"Köszönjük szolgálati tagjainknak - mondta" -, hogy felgyorsítsuk a kutatásokat, amelyek minimalizálhatják sérüléseik hosszú távú hatásait. "
És végül is egy működő memória segít mindannyiunknak a világ jobb megértésében, amint azt Peter Doolittle oktatási pszichológus mondja ebben a TED-beszélgetésben.
