Duboka stimulacija mozga ili upotreba blagih električnih udara ciljanim dijelovima mozga u svrhu utjecaja na njihovo funkcioniranje pruža potpuno novi pristup suočavanju s neurološkim stanjima koja liječnika već duže vrijeme izazivaju.
Godinama se koristi za liječenje Parkinsonove bolesti. Slanjem malih šokova u dijelove mozga koji kontroliraju kretanje, ova stimulacija može pomoći držati drhtanje Parkinsona pod kontrolom.
Djeluje kao svojevrsni pejsmejker za mozak. Kirurg ubacuje sondu u određeno područje mozga, a žicama ispod kože je povezan s akumulatorom koji je ugrađen u vrh prsa osobe. Liječnik postavlja jačinu električnog pulsa, koliko dugo traje i koliko često se javlja. Jedna vrsta stimulacije može pojačati aktivnost moždanih stanica, a druga može je usporiti.
Nije iznenađujuće, kako su tehnologija i liječenje postali rafiniraniji, znanstvenici su počeli sagledavati druge načine na koje se može stimulirati mozak, i to ne samo za liječenje neuroloških oštećenja od Alzheimerove ili traumatične ozljede mozga, već i za rješavanje poremećaja mentalnog zdravlja, pa čak i, u određenoj mjeri, ponašanje. Na primjer, u tijeku su studije kako bi se vidjelo može li pomoći ljudima da prestanu pušiti.
Evo uzorka najnovijih istraživanja o stimulaciji mozga:
Usporavanje Alzheimerove bolesti: Alzheimer-ova bolest ostaje jedan od najgrublji izazova medicine, kako u smislu utvrđivanja uzroka, tako i razvijanja doista učinkovitog liječenja. Sada tim na čelu sa znanstvenicima sa Sveučilišta Johns Hopkins provodi kliničko ispitivanje kako bi utvrdilo može li duboka stimulacija mozga usporiti gubitak pamćenja i opadanje kognitivnih funkcija.
Istraživanje uključuje postavljanje implantata u mozak oko 40 pacijenata s blagom Alzheimerovom bolešću i mjerenje napredovanja bolesti u razdoblju od 18 mjeseci. Konkretno, uređaji se ugrađuju u forniks pacijenta - snop živčanih vlakana koji spajaju lijevu i desnu stranu hipokampusa. To je regija mozga povezana s pamćenjem. Teorija kaže da bi stimulacija mozga na ovom području mogla usporiti stopu oštećenja forniksa, pa čak i stvoriti nove moždane stanice u hipokampusu.
Najnovija faza ispitivanja koja bi trebala trajati četiri godine bila je usmjerena na sigurnost implantata kod Alzheimerove pacijentice. Do sada nije utvrdio ozbiljne štetne učinke.
Toliko dugo do velike muke?: Istraživači s Imperial Collegea u Londonu kažu da bi se stimulacija mozga čak mogla upotrijebiti za olakšavanje bolesti pri kretanju. Znanstvenici nisu apsolutno sigurni što uzrokuje nemir, ali smatraju da to ima veze s mozgom koji pokušava preraditi sukobljene signale iz naših ušiju i očiju dok smo u pokretu. Prethodna su istraživanja utvrdila da dobro funkcionira vestibularni sustav - to je dio unutarnjeg uha koji osjeti pokret - čini vjerojatnijim da će netko osjetiti taj mukotrpan osjećaj.
Dakle, istraživači su se pitali što će se dogoditi ako koriste električnu struju kako bi utišali signale iz vestibularnog sustava u mozak. Radili su s 10 muškaraca i 10 dobrovoljaca koji su pristali nositi kapu opremljenu elektrodama, a zatim će tijekom 10 minuta primiti blagu električnu struju osmišljenu za inhibiranje aktivnosti moždanih stanica. Nakon toga uslijedila je vožnja na stolici koja se rotirala i naginjala različitom brzinom kako bi se osjećali bolesno.
Pokazalo se da su oni koji su dobili stimulaciju koja smanjuje aktivnost moždanih stanica manje vjerovali da osjećaju mučninu i brže se oporavljaju od ljudi čiji su mozak stimulirani da pojačaju staničnu aktivnost. Istraživači razgovaraju s potencijalnim partnerima o razvoju prijenosnog uređaja za stimulaciju mučnine koji biste mogli nabaviti u ljekarni.
Sjećanja na to: Na konferenciji ranije ovog mjeseca, DARPA, istraživački odjel Ministarstva obrane, objavio je da su u sklopu istraživanja koju je financiralo pacijenti kojima su moždani implantati bili bolji na testovima pamćenja. Traumatske ozljede mozga veliki su problem za američku vojsku - gotovo 300 000 pripadnika službe liječeno je od 2000. godine. Dakle, DARPA vodi istraživačke napore kako se električna stimulacija može koristiti kako bi se osobama s oštećenim mozgom moglo pomoći u stvaranju i vraćanju sjećanja.
Znanstvenici rade s pacijentima koji rade na mozgu i koji su dobrovoljno sudjelovali u projektu sjećanja. Cilj je jasnije prepoznati postupak na koji način mozak formira i vraća sjećanja, a zatim koristiti blage šokove implantata kako bi ponovno stvorili taj proces. Projekt je samo godinu dana, ali DARPA kaže da se na temelju dosadašnjih rezultata čini kako je moguće preslikati i interpretirati neuronske signale koji dolaze iz mozga dok kodiraju ili preuzimaju memoriju, a zatim zapravo poboljšavaju taj povrat električnim poticanjem ciljani dijelovi mozga.
Odložite tu cigaretu: Još jedan projekt u ranim fazama gleda na to kako bi stimulacija mozga mogla pomoći ljudima u borbi protiv žudnje za cigaretima ili nezdravom hranom. Caryn Lerman, viši zamjenik direktora Abramson centra za rak Sveučilišta u Pennsylvaniji nedavno je dobio odobrenje za istraživanje može li primjena električnih udara na dijelove prednjeg korteksa iza čela - moždana regija vezana za samokontrolu - pomoći ljudima da se odupru porivima da baviti se nezdravim ponašanjem.
Ideja je da ako se pravilno usmjeri, ova stimulacija može ojačati putove koji se koriste u borbi protiv želje za svjetlom. Preliminarni rezultati eksperimenta u kojem je sudjelovalo 25 pušača otkrili su da su nakon 20-minutne sesije električnim stimulatorima privezanim za čela ljudi mogli čekati duže prije nego što posegnu za cigaretom od onih koji su primali placebo liječenje. Pušili su i manje cigareta.
Oporavak od moždanog udara: Znanstvenici iz klinike Cleveland zatražili su dozvolu za započinjanje testiranja duboke stimulacije mozga na žrtve ljudskog udara. Činilo se da je liječenje djelovalo na štakorima - čini se da potiče rast novih neurona u mozgu.
Nije da netko misli da to može pružiti lijek za moždani udar. Kad se one pojave, opskrba mozga krvlju se prekida, a neka područja samo isključuju, dok je komunikacija s drugim regijama poremećena. Električna stimulacija ne može oživjeti mrtve neurone. Ali moglo bi pomoći stvaranju novih neuronskih veza, osobito u moždanu, dijelu mozga koji kontrolira dobrovoljne pokrete. Nada je da bi dijelovi mozga koji su još zdravi tada mogli bolje nadoknaditi oštećene.
Oko 800.000 ljudi u Americi pretrpi moždani udar svake godine. A prema Nacionalnoj udruzi za moždani udar, oko polovice preživjelih postaje teško oslabljeno.
Jačanje empatije: Ali što je s stimulacijom mozga da se promijeni osjećaj ljudi? Istraživači sa Sveučilišta Harvard i Sveučilišta Vanderbilt upustili su se u taj teritorij eksperimentom vezanim uz doliranje pravde.
Predstavili su 66 volontera priče o izmišljenoj osobi po imenu John - konkretno su povezali niz zločina koje je počinio i njegovo mentalno stanje kad ih je počinio. Prethodno su neki sudionici dobili oblik stimulacije mozga koji može poremetiti aktivnost u predfrontalnom korteksu, koji igra ključnu ulogu ne samo u samokontroli, već i u odlučivanju. Za ostale je stimulacijski uređaj bio priključen, ali nikada nije uključen.
Od dobrovoljaca je zatraženo da odluče koliko je Ivan bio kriv, a također će odrediti, na skali od 0 do 9, koliko bi mu trebala biti ekstremna kazna. Ono što su istraživači otkrili jest da su ljudi kojima je poremećena moždana aktivnost izabrali manje stroge kazne.
Što postavlja možda najveće pitanje o stimulaciji mozga: Kada se fiksiranje mozga pretvara u promjenu mozga?
