Minneschips för våra hjärnor: Science fiction?
Ibland är vetenskap bättre än science fiction. Proffs från University of South Carolina och Wake Forest University överraskade nyligen världen med en studie som genomförts under de senaste tio åren. Faktum är att deras forskning skulle kunna fungera som en grund för behandling av flera neurodegenerativa sjukdomar. Denna studie har publicerats i Journal of Neural Engineering. Den drar slutsatsen att det är möjligt att implantera minneschips för integrering av minnen i levande hjärnor.
Hjärnområden som är involverade i informationslagring och minnesbildning
Experimentet fokuserar på nyckelområden för informationslagring och minnesbildning. Hippocampus roll i minnet började först studeras som ett resultat av HM-fallet. I det här fallet analyserade de patientens symptomatologi som ett resultat av den bilaterala förstörelsen av de mediala temporala strukturerna. Detta var en konsekvens av ett kirurgiskt ingrepp i ett försök att lindra patientens epileptiska anfall.
Resultatet av denna intervention orsakade en allvarlig påverkan av det anterograda minnet hos patienten och en viss förändring av det retrograda minnet under de tre åren före skadan. Dessutom kunde HM inte koda nya minnen efter operationen. Han kunde följaktligen inte komma ihåg vad som hänt efter operationen, trots att han kunnat hämta information från tidigare år.
Hippocampus, belägen inuti den mediala delen av tinningloben, under den kortikala ytan, spelar en viktig roll i bildandet av nya minnen, både episodiska och självbiografiska. I hippocampus, även kallad Cornu Ammonis, är fyra områden differentierade: CA1, CA2, CA3 och CA4. Var och en av dessa områden har sina egna cellulära egenskaper och kopplingar som skiljer dem åt.
Experiment
I en studie lärde forskare råttor att trycka på en spak för att få en viss belöning. Med hjälp av integrerade elektriska vågor registrerade det experimentella forskarteamet, lett av Sam A. Deadwyler från Wake Forest Department of Physiology and Pharmacology, förändringar i deras hjärnaktivitet mellan de två stora interna delarna av hippocampus. Dessa är kända som subområdena CA3 och CA1.
När svarsstabilitet var uppnått blockerade forskarna normala neurala interaktioner mellan de två områdena med hjälp av farmakologiska medel. Chipet utförde sedan den omvända proceduren. Det vill säga, den skickade hjärnvågorna som registrerades under inlärningen av beteende till hippocampus. På så sätt kunde råttan utföra beteendet, och till och med hålla en del av sin hjärna nedsövd. Detta har öppnat dörren för oss att använda minneschips hos människor.
Slutsatser: experiment och minneschips
Dr Berger påpekar att om vi är kapabla att avkoda komplex kunskap för att översätta den till motsvarande hjärnvågor, borde det teoretiskt sett vara möjligt att implantera kunskap i hjärnan.
Dessutom fortsatte forskarna med att visa att om en protesenhet och dess tillhörande elektroder implanterades i råttor med en normal hippocampus, kan enhetens funktion faktiskt stärka minnet som genereras internt i hjärnan. Dessutom skulle minneskapaciteten hos normala råttor öka.
De nästa stegen, enligt Berger och Deadwyler, bör fokusera på försök att duplicera råttresultaten hos primater. Faktum är att deras mål är att skapa proteser (minneschips) som kan hjälpa mänskliga offer för Alzheimers sjukdom att återhämta sig. Liksom de som drabbats av stroke eller olika hjärnskador. Detta skulle öppna dörrar till ett nytt område av vetenskaplig forskning om botande av sjukdomar och funktionell återhämtning hos personer med allvarliga hjärnskador.