Si e heton trurin shkenca moderne e zakonshme?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Jo shumë kohë më parë, sipas standardeve historike, për trurin flitej si një "kuti e zezë", proceset brenda së cilës mbetën mister. Arritjet e fundit shkencore nuk na lejojnë më ta deklarojmë këtë në mënyrë kaq kategorike. Megjithatë, ka ende shumë më tepër pyetje sesa përgjigje të paqarta në fushën e kërkimit të trurit.

Është jashtëzakonisht e vështirë të dallohen në këtë sistem, i cili ka parametra numerikë kozmikë dhe është në lëvizje të vazhdueshme, mekanizma që mund të lidhen me atë që ne e quajmë kujtesë dhe të menduar. Ndonjëherë për këtë ju duhet të depërtoni direkt në tru. Në kuptimin fizik më të drejtpërdrejtë.

Çfarëdo që thonë mbrojtësit e kafshëve të egra, askush nuk i ka ndaluar ende studiuesit të eksperimentojnë në trurin e majmunëve dhe minjve. Megjithatë, kur bëhet fjalë për trurin e njeriut - një tru i gjallë, natyrisht - eksperimentet mbi të janë praktikisht të pamundura për arsye të ligjit dhe etikës. Ju mund të futeni brenda "materies gri" vetëm, siç thonë ata, për kompaninë me ilaçe.

Tela në kokën time

Një mundësi e tillë e paraqitur për studiuesit e trurit ishte nevoja për trajtim kirurgjik të rasteve të rënda të epilepsisë që nuk i përgjigjen terapisë me ilaçe. Shkaku i sëmundjes janë zonat e prekura të lobit të përkohshëm mesatar. Janë këto zona që duhen hequr duke përdorur metodat e neurokirurgjisë, por para së gjithash duhet të identifikohen në mënyrë që, si të thuash, të mos "prehet teprica".

Neurokirurgu amerikan Yitzhak Fried nga Universiteti i Kalifornisë (Los Anxhelos) ishte një nga të parët që aplikoi teknologjinë e futjes së elektrodave 1 mm drejtpërdrejt në korteksin cerebral në vitet 1970. Krahasuar me madhësinë e qelizave nervore, elektrodat kishin dimensione ciklopike, por edhe një instrument i tillë i papërpunuar ishte i mjaftueshëm për të hequr sinjalin mesatar elektrik nga një numër neuronesh (nga një mijë në një milion).

Në parim, kjo ishte e mjaftueshme për të arritur qëllime thjesht mjekësore, por në një fazë u vendos të përmirësohej instrumenti. Tani e tutje, elektroda milimetra mori një fund në formën e një degëzimi prej tetë elektrodash më të holla me një diametër prej 50 μm.

Kjo bëri të mundur rritjen e saktësisë së matjeve deri në fiksimin e sinjalit nga grupe relativisht të vogla neuronesh. Janë zhvilluar edhe metoda për të filtruar sinjalin e dërguar nga një qelizë e vetme nervore në tru nga zhurma "kolektive". E gjithë kjo nuk është bërë për qëllime mjekësore, por për qëllime thjesht shkencore.

Çfarë është plasticiteti i trurit?

Plasticiteti i trurit është aftësia mahnitëse e organit tonë të të menduarit për t'u përshtatur me rrethanat në ndryshim. Nëse mësojmë një aftësi dhe stërvitim trurin intensivisht, shfaqet një trashje në zonën e trurit përgjegjës për atë aftësi. Neuronet e vendosura aty krijojnë lidhje shtesë, duke konsoliduar aftësitë e fituara rishtazi. Në rast të dëmtimit të një pjese jetike të trurit, truri ndonjëherë rizhvillon qendrat e humbura në zonën e paprekur.

Neuronet e emërtuara

Objektet e hulumtimit ishin njerëzit që prisnin një operacion për epilepsi: ndërsa elektrodat e ngulitura në korteksin cerebral lexonin sinjale nga neuronet për të përcaktuar me saktësi zonën e ndërhyrjes kirurgjikale, gjatë rrugës u kryen eksperimente shumë interesante. Dhe ky ishte pikërisht rasti kur ikonat e kulturës pop - yjet e Hollivudit, imazhet e të cilëve janë lehtësisht të njohura nga shumica e popullsisë së botës, i sollën përfitime të vërteta shkencës.

Bashkëpunëtori i Yitzhak Frida, mjeku dhe neurofiziologu Rodrigo Kian Quiroga, u tregoi subjekteve në laptopin e tij një përzgjedhje të pamjeve të njohura vizuale, duke përfshirë personalitete të njohura dhe struktura të famshme si Shtëpia e Operës së Sidneit.

Kur u shfaqën këto fotografi, aktiviteti elektrik i neuroneve individuale u vëzhgua në tru dhe imazhe të ndryshme "ndiznin" qeliza të ndryshme nervore. Për shembull, u instalua një “neuron Jennifer Aniston”, i cili “gjallej” sa herë që shfaqej në ekran një portret i kësaj aktoreje romantike. Çfarëdo fotografie që Aniston iu shfaq subjektit, neuroni "emri i saj" nuk dështoi. Për më tepër, funksionoi edhe kur në ekran u shfaqën korniza nga seriali i famshëm, në të cilin aktorja luajti, edhe nëse ajo vetë nuk ishte në kornizë. Por në pamjen e vajzave që dukeshin vetëm si Jennifer, neuroni heshti.

Qeliza nervore e studiuar, siç doli, ishte e lidhur pikërisht me imazhin holistik të një aktoreje të veçantë, dhe aspak me elementë individualë të pamjes apo veshjes së saj. Dhe ky zbulim siguroi, nëse jo një çelës, atëherë një të dhënë për të kuptuar mekanizmat e mbajtjes së kujtesës afatgjatë në trurin e njeriut.

E vetmja gjë që na pengoi të ecnim përpara ishin vetë konsideratat e etikës dhe ligjit, të cilat u përmendën më lart. Shkencëtarët nuk mund të vendosnin elektroda në asnjë zonë tjetër të trurit, përveç atyre që i nënshtroheshin kërkimit para operacionit, dhe vetë studimi kishte një kornizë kohore të kufizuar mjekësore.

Kjo e bëri shumë të vështirë gjetjen e një përgjigjeje për pyetjen nëse neuroni i Jennifer Aniston, apo Brad Pitt, apo Kulla Eifel ekziston me të vërtetë, apo ndoshta si rezultat i matjeve, shkencëtarët aksidentalisht u ndeshën vetëm në një qelizë nga një rrjet i tërë. të lidhura me njëra-tjetrën me lidhje sinaptike, e cila është përgjegjëse për ruajtjen ose njohjen e një imazhi të caktuar.

Duke luajtur me foto

Sido që të jetë, eksperimentet vazhduan dhe Moran Cerf iu bashkua atyre - një personalitet jashtëzakonisht i gjithanshëm. Izraelit nga lindja, ai e provoi veten si konsulent biznesi, haker dhe në të njëjtën kohë instruktor i sigurisë kompjuterike, si dhe artist dhe shkrimtar, shkrimtar dhe muzikant i librave komik.

Ishte ky njeri me një spektër talentesh të denja për Rilindjen që mori përsipër të krijonte një lloj ndërfaqe neuromakine mbi bazën e neuronit Jennifer Aniston dhe të ngjashme. Këtë herë 12 pacientë të Qendrës Mjekësore me emrin V. I. Ronald Reagan në Universitetin e Kalifornisë. Gjatë studimeve para operacionit, 64 elektroda të veçanta u futën në rajonin e lobit temporal median. Paralelisht, filluan eksperimentet.

Zhvillimi i shkencave të aktivitetit më të lartë nervor premton perspektiva të jashtëzakonshme: njerëzit do të jenë në gjendje të kuptojnë më mirë veten dhe të përballen me sëmundjet tani të pashërueshme. Ana morale dhe ligjore e eksperimenteve në trurin e gjallë të njeriut mbetet një problem.

Njerëzve iu shfaqën fillimisht 110 imazhe të temave të kulturës pop. Si rezultat i këtij raundi të parë, u zgjodhën katër fotografi, në pamjen e të cilave ngacmimi i neuroneve në pjesë të ndryshme të zonës së studiuar të korteksit u regjistrua qartë në të gjithë duzinën e subjekteve. Më pas, dy imazhe u shfaqën njëkohësisht në ekran, të mbivendosura mbi njëra-tjetrën dhe secila kishte 50% transparencë, domethënë imazhet shkëlqenin njëra me tjetrën.

Subjektit iu kërkua të rriste mendërisht shkëlqimin e njërës prej dy imazheve, në mënyrë që ai të errësonte "rivalin" e tij. Në këtë rast, neuroni përgjegjës për imazhin në të cilin u përqendrua vëmendja e pacientit prodhoi një sinjal elektrik më të fortë se neuroni i lidhur me imazhin e dytë. Impulset u fiksuan me elektroda, hynë në dekoder dhe u kthyen në një sinjal që kontrollon shkëlqimin (ose transparencën) e imazhit.

Kështu, puna e mendimit ishte mjaft e mjaftueshme që njëra tablo të fillonte të “goditte” tjetrën. Kur subjekteve iu kërkua të mos intensifikoheshin, por, përkundrazi, të bënin njërën nga dy imazhet më të zbehta, lidhja tru-kompjuter funksionoi përsëri.

Kokë e lehtë

A ia vlente kjo lojë emocionuese nevoja për të kryer eksperimente mbi njerëzit e gjallë, veçanërisht ata me probleme serioze shëndetësore? Sipas autorëve të projektit, ia vlente, sepse studiuesit jo vetëm që kënaqën interesat e tyre shkencore të një natyre themelore, por gjithashtu kërkonin qasje për zgjidhjen e problemeve mjaft të aplikuara.

Nëse ka neurone (ose tufa neuronesh) në tru që ngacmohen me shikimin e Jennifer Aniston, atëherë duhet të ketë qeliza të trurit që janë përgjegjëse për konceptet dhe imazhet që janë më thelbësore për jetën. Në rastet kur pacienti nuk është në gjendje të flasë ose të sinjalizojë problemet dhe nevojat e tij me gjeste, lidhja e drejtpërdrejtë me trurin do t'i ndihmojë mjekët të mësojnë për nevojat e pacientit nga neuronet. Për më tepër, sa më shumë shoqata të krijohen, aq më shumë një person do të jetë në gjendje të komunikojë për veten e tij.

Megjithatë, një elektrodë e ngulitur në tru, edhe nëse është 50 mikron në diametër, është një mjet shumë i papërpunuar për të synuar me saktësi një neuron specifik. Një metodë më delikate e ndërveprimit është optogjenetika, e cila përfshin transformimin e qelizave nervore në nivelin gjenetik.

Ndër pionierët e këtij drejtimi konsiderohen Ed Boyden dhe Karl Thessot, të cilët filluan punën e tyre në Universitetin e Stanfordit. Ideja e tyre ishte të vepronin mbi neuronet duke përdorur burime miniaturë drite. Për këtë, qelizat, natyrisht, duhet të bëhen të ndjeshme ndaj dritës.

Meqenëse manipulimet fizike të transplantimit të proteinave të ndjeshme ndaj dritës - opsinave - në qeliza individuale janë pothuajse të pamundura, studiuesit sugjeruan … infektimin e neuroneve me një virus. Është ky virus që do të futë një gjen që sintetizon një proteinë të ndjeshme ndaj dritës në gjenomën e qelizave.

Kjo teknologji ka disa përdorime të mundshme. Njëri prej tyre është një restaurim i pjesshëm i shikimit në një sy me një retinë të dëmtuar duke u dhënë veti të ndjeshme ndaj dritës qelizave të mbetura jo të ndjeshme ndaj dritës (ka eksperimente të suksesshme mbi kafshët). Duke marrë sinjale elektrike të shkaktuara nga drita e incidentit, truri së shpejti do të mësojë të punojë me to dhe t'i interpretojë ato si një imazh, megjithëse me cilësi të ulët.

Një tjetër aplikacion është puna me neuronet direkt në tru duke përdorur udhëzues miniaturë të dritës. Duke aktivizuar neurone të ndryshme në trurin e kafshëve me ndihmën e një rreze drite, është e mundur të gjurmohet se çfarë reagimesh të sjelljes shkaktojnë këto neurone. Përveç kësaj, ndërhyrja “e lehtë” në tru mund të ketë vlerë terapeutike në të ardhmen.