Człowiek z czipem w głowie

Nad stworzeniem protezy poprawiającej przepływ impulsów niosących informację w obszarze hipokampu, małej struktury mózgu, pracuje od lat dr Theodore Berger z Uniwersytetu Południowej Kalifornii wraz z zespołem współpracowników.

Aby przywrócić pamięć, którą ludzie tracą z powodu alzheimera czy udaru, dr Berger zaprojektował urządzenie, które pozwoli takim chorym funkcjonować normalnie. Uczony przedstawił jego ideę podczas międzynarodowego kongresu Global Future 2045 w Nowym Jorku.

Pierwsze eksperymenty z udziałem ludzi już się rozpoczęły.

Tłumaczenie na żywo

Hipokamp to niewielka struktura nerwowa umieszczona w płacie skroniowym kory mózgowej. Odgrywa kluczową rolę w przenoszeniu informacji z pamięci krótkotrwałej do pamięci trwałej oraz orientacji przestrzennej.

Człowiek i inne ssaki posiadają dwa hipokampy, po jednym na każdą półkulę mózgu. Na podstawie doświadczeń na zwierzętach naukowcy przekonali się, że uszkodzenie hipokampu upośledza zdolność uczenia się.

U ludzi do uszkodzenia tej struktury mózgu dochodzi na skutek np. padaczki, choroby Alzheimera, udaru, innych zaburzeń neurologicznych lub nawet pod wpływem bardzo silnego stresu.

Urządzenie, nad którym pracuje zespół dr. Bergera, mogłoby zastąpić część uszkodzonego hipokampu. W przypadku ludzi zdrowych mogłoby zaś poprawić funkcjonowanie umysłu.

Jak ma działać? Malutki układ elektroniczny wszczepiony w tę strukturę mózgu rejestruje sygnały pochodzące z pamięci krótkotrwałej i przesyła je do komputera. Maszyna za pomocą odpowiednich algorytmów przekształca je w sygnały dla pamięci długotrwałej.

Po komputerowej obróbce sygnały zrozumiałe dla pamięci trwałej przesyłane są do drugiego zestawu elektrod, które z kolei stymulują odpowiednią warstwę w obrębie hipokampu.

Istotą urządzenia nie jest identyfikacja poszczególnych wspomnień, ale odtworzenie sposobu, w jaki są przetwarzane impulsy w mózgu człowieka.

– To jest jak nauczenie się reguł tłumaczenia – powiedział dr Berger. – Wspomnienia są jak słowa, a matematyczne przekształcanie pełni funkcję tłumacza.

Drink z automatu

Zespół Bergera testował urządzenie na szczurach przeszkolonych w rozwiązywaniu prostych zadań pamięciowych. Każde zwierzę (wyposażone w protezę) umieszczone zostało w klatce z dwoma dźwigniami. Dźwignia po jednej stronie była widoczna i zwierzę mogło ją naciskać. Po jakimś czasie w zasięgu wzroku szczura pojawiła się druga dźwignia. Jeśli zwierzę naciskało dźwignię po przeciwnej stronie niż pierwsza – dostawało łyk wody. Ta nagroda miała pomóc szczurom zapamiętać właściwą stronę.

W następnej fazie testów naukowcy podawali szczurom specyfik, który blokował naturalne funkcjonowanie pamięci i powtarzali eksperyment z dźwigniami.

Zwierzęta były w stanie wciskać odpowiednią dźwignię, aby otrzymać drinka. Ten wynik sugeruje, że były zdolne odbudować wspomnienia. Implant zastąpił naturalną funkcję mózgu.

Co ciekawe, naukowcy odkryli, że proteza może poprawić funkcję pamięci u zwierząt, nawet jeśli nie zostały poddane działaniu substancji zaburzającej pamięć. Podczas konferencji w Nowym Jorku dr Berger przekonywał słuchaczy, że urządzenie było równie skuteczne, gdy podobnym testom poddane zostały małpy.

Plastyczny mózg

Zespół rozpoczął już próby tego urządzenia w grupie pacjentów chorych na epilepsję.

– Choć testy z udziałem ludzi dopiero się rozpoczęły i nie dysponujemy jeszcze zbyt dużą ilością danych, myślę, że wyniki będą fascynujące – zapewniał naukowiec. – Dowiedzieć się, jak matematycznie przetworzyć trwałą pamięć ludzką na długotrwałą – to prawdziwe wyzwanie.

Badacz uważa, że kluczowa dla skuteczności protezy pamięciowej jest zdolność do adaptacji i plastyczność ludzkiego mózgu. Ale sukces zależy też od możliwości adaptacji systemu komputerowego.

– Wpływ mózgu na urządzenie może być większy niż urządzenia na mózg – uważa dr Berger.

Konsekwencje manipulowania pamięcią mogą być ogromne. Jeśli można kontrolować wspomnienia, to czy także można je zmienić? Czy wspomnienia będą mogły być dekodowane i wykorzystywane jako dowód w sądzie? A może można wymazać wspomnienia i zastąpić je nowymi?

Są to pytania na przyszłość, ale niezbyt odległą. Na razie odpowiedzi udziela jedynie literatura science fiction.