Este posibilă creșterea puterii creierului cu șocuri electrice?

În vara anului 2010, Ryan Clark și-a învârtit glezna în timpul unei clase de gimnastică. Neplăcerile accidentului au fost mai mari decât durerea. A folosit cârje pentru o săptămână până când glezna i-a fost vindecată. Apoi, șase săptămâni mai târziu, durerea a revenit - doar de data aceasta a fost mult mai gravă. Ryan a ajuns într-un scaun cu rotile, neputând suporta agonia mersului.

Utilizarea medicamentului și reabilitarea l-a ajutat pe tânăr cu durere și după șase săptămâni și-a revenit. Nu i-a trebuit mult timp să se rănească iar după a treia oară durerea băiatului era insuportabilă. „Au fost doar răni normale la un copil de nouă ani”, spune tatăl lui Ryan, Vince.

Băiatul nici măcar nu-și putea mișca glezna, de parcă îi erau mușchii puternici și durerea era atât de intensă încât avea tremuri și spasme. În cele din urmă, Ryan a fost diagnosticat cu sindrom de durere regională complexă, o boală care afectează vârsta lui la un milion de copii. Cazul băiatului a fost complex, deoarece analgezicele nu au avut niciun efect.

Vince Clark, care conduce Centrul de Psihologie și Neuroștiință al Universității din New Mexico din Albuquerque, s-a interesat de cazul băiatului și a crezut că îl poate ajuta cu metodele de cercetare pe care le conducea. Numită stimulare transcranială a curentului direct (TDCS), implică aplicarea curenților electrici de lumină și direcționali pe cap.

TDCS aparține unui grup de tehnici cunoscute sub numele de „stimularea creierului noninvaziv”, deoarece acestea nu implică intervenții chirurgicale. TDCS există în mod experimental, iar în 2010 s-a dovedit utilă pentru ameliorarea durerii, aducând speranță de tratament la mii de oameni. Dar dincolo de durere, utilizarea șocurilor capului pare să stimuleze creierul, îmbunătățind memoria și atenția la persoanele sănătoase.

Și cine s-a arătat interesat a fost Departamentul de Apărare al SUA (DoD), care a întrebat dacă poate beneficia de armata americană. Când Ryan s-a îmbolnăvit, Clark a luat studiile la DoD pentru finanțare, iar rezultatele au atras imediat atenția militarilor.

Povestea șocului cerebral

Conceptul de bază al tDCS, care folosește curentul direct pentru a stimula o regiune de interes în creier, este de peste 100 de ani. Chiar înainte de secolul al XIX-lea, au existat o serie de experimente rudimentare care au folosit tehnica prin experimente pe animale și oameni.

Datorită acestor studii inițiale, tehnica a fost adusă în domeniul medical. În 1803, Aldini a început un studiu în care a susținut să demonstreze că tehnica de stimulare a curentului direct ar putea îmbunătăți starea de spirit a pacienților cu melancolie, inclusiv susținând că a vindecat un fermier deprimat de 27 de ani, folosind doar stimulare electrică.

Experimentele lui Aldini cu electricitatea au fost începutul unui episod lung și faimos în istoria psihiatriei. Terapia de șoc (terapie electroconvulsivă), care a necesitat curenți suficient de puternici pentru a declanșa convulsii, a fost introdusă la sfârșitul anilor 1930. Cu toate acestea, odată cu apariția de noi tratamente medicamentoase eficiente, precum și critici publice privind utilizarea inumană a electroșocului la pacienții psihiatri., ea a căzut în uz. Cu toate acestea, deși tehnica a fost în general dezaprobată, neurologii au studiat încă efectele acesteia asupra animalelor.

În anii 1960, oamenii de știință au descoperit că tDCS, care implică curenți de până la 1.000 de ori mai puțin puternici decât cei folosiți în terapia electroconvulsivă, poate afecta celulele creierului și poate ajuta cu depresia severă. Dar medicamentele arătau încă mai promițătoare ca fiind tratamente psihiatrice și, prin urmare, a scăzut din nou tDCS.

Apoi, în anii 80, terapia cu electroșoc s-a bucurat de o reînviere. A devenit clar că ar putea trata unii pacienți cu depresie severă pentru care medicamentele nu au avut niciun efect. În același timp, interesul creștea pentru o tehnică numită stimulare transcranială magnetică (TMS).

Pacientul supus unei sesiuni TMS nu suferă niciun disconfort și tot ce trebuie să facă este să stea nemișcat în timp ce o baghetă deasupra craniului generează un câmp magnetic care pătrunde în creier. Acest lucru poate atenua depresia și, de asemenea, poate ajuta la reabilitare după un accident vascular cerebral sau vătămarea capului.

În 2000, Michael Nitsche și Walter Paulus de la Universitatea din Göttingen, Germania, au raportat că tDCS ar putea modifica răspunsul unei persoane la stimularea magnetică. În timp ce celulele creierului sunt stimulate în TMS, tDCS produce o schimbare mai bruscă și mai evidentă. Interesul neuroștiințienilor în domeniul tDCS a fost reluat de studiile Göttingen.

Cu toate acestea, rezultatele de interes practic și general au fost obținute numai după utilizarea de oameni sănătoși care au fost incluși doar în studiile de comparare a creierului. De atunci, s-a observat că tDCS ar avea efect nu numai asupra pacienților, ci asupra oamenilor sănătoși. Rezultatele preliminare au arătat că tehnica ar putea îmbunătăți învățarea și memoria.

Înapoi la armată

În acest moment, Agenția de proiecte avansate de cercetare în domeniul apărării (DARPA), parte a Departamentului Apărării, responsabil pentru dezvoltarea de noi tehnologii de uz militar, a lansat propunerea de cercetare într-o zonă pe care au numit-o „Învățare accelerată”. “.

În ciuda tuturor eforturilor și rezultatelor promițătoare, obiectivele nu sunt întotdeauna îndeplinite și, uneori, contrariul era adevărat. Acest lucru se datorează complexității creierului, spune Clark, iar oamenii de știință dețin acum doar tehnologii care permit funcționarea imaginilor creierului. Aruncarea unui curent electric în locul greșit va provoca un răspuns diferit față de cel pe care doriți să îl obțineți.

În ciuda interesului militar și a finanțării DoD, cercetarea se confruntă cu unele probleme. Pentru Clark, studiile sale nu se referă în principal la a ajuta un soldat să identifice și să facă față unei amenințări - ceea ce în lumea reală poate implica identificarea și uciderea unui inamic - ci investigarea modului în care creierul detectează amenințările.

Cu toate acestea, armata nu urmărește același ideal, iar scopul a fost dezvoltarea armelor. În momentul în care DARPA a fost premiat cu experimentul, atenția rețelei de cercetare a minții (MRN) începuse să se orienteze din ce în ce mai mult către dezvoltarea instrumentelor pe care armata le putea folosi, spune Clark.

„Nu am voie să spun ce s-a discutat, dar pot numi câteva posibilități”, spune el. „Un dispozitiv care face ca trupele inamice să fie inconștiente sau le fac prea confuze sau triste pentru a lupta.

Există, de asemenea, arme care modifică gândurile sau credințele, afectează direct luarea deciziilor sau creează un sentiment de „recompensă” în creierul tău pentru modificarea comportamentului tău. De asemenea, este posibil să păstrezi pe cineva conștient în timp ce este torturat. Clark chiar auzise despre utilizarea ETCC pentru a ajuta la îmbunătățirea antrenamentelor lunetistului, pe care nu le-a aprobat.

Clark și-a pierdut postul în 2009, după ce s-a constatat o eroare la plata bonusurilor asistenților de cercetare în cadrul proiectului DARPA. Clark spune că nu a fost atât de grav, dar, în contextul disputelor sale cu colegii cu privire la direcția institutului, faptul a agravat situația. Acest lucru l-a îndepărtat și de următoarele etape ale cercetării.

Puține opțiuni de finanțare

Cercetătorul funcționează în continuare ca supervizor de cercetare la MRN, dar lucrează în primul rând la universitate. Din această cauză, banii sunt puțini și încearcă în toate felurile să obțină finanțare pentru a-și continua cercetările și pentru a nu fi legat de forțele militare.

Companiile farmaceutice nu sunt interesate să plătească pentru cercetare, deoarece ETCC nu este un medicament și, în unele cazuri, concurează și poate avea chiar avantaje mari. „Nu circulă prin corp, deci nu va afecta alte organe pe care majoritatea medicamentelor le pot deteriora”, spune Clark.

„Nu este dependență. Dacă există o problemă, o puteți dezactiva în câteva secunde. De asemenea, este ieftin. ” Din păcate, aceste beneficii restricționează opțiunile cercetătorilor la organizațiile finanțate public (care nu cheltuiesc mulți bani în cercetarea ETCC), la apărarea privată sau la companiile din domeniul militar.

În trecut, finanțarea DoD a produs inovații care au avut un impact imens asupra vieții civile - gândiți-vă la Sistemul Global de Poziționare prin Satelit (GPS) sau la căștile care anulează zgomotul, printre multe alte tehnologii care sunt acum în uz civil. Cu toate acestea, ETCC nu pare să fie unul dintre ele.

În prezent, Clark strânge bani care îi vor permite să-și continue cercetările pentru a ajuta oamenii - tratarea alcoolicilor, reducerea halucinațiilor la persoanele cu schizofrenie și controlul comportamentului impulsiv asociat cu sindromul alcoolului fetal. Deși cercetarea cu ETCC este ieftină, finanțarea este dificil de obținut.

O altă constatare în care tDCS pare să funcționeze bine este legată de durerea la pacienții care nu răspund bine la calmante convenționale, cum ar fi nervii cronici și deteriorați.

În aceste cazuri, obiectivul este de obicei cortexul motor, iar ideea este de a reduce semnele durerii, care este exact ceea ce afectează fiul tău Ryan, cea mai mare motivație a Clark pentru cercetarea TDCS. Având în vedere creșterea rapidă recentă a cercetărilor ETCC publicate în reviste academice, Clark speră că Institutul Național de Sănătate (NIH) poate finanța studii controlate și laboratoare mai bine dotate.

În plus, s-ar putea ca cercetarea armelor militare să devină tehnologii care sunt folosite pentru a îmbunătăți capacitățile mentale ale civililor, stârnind o revoluție în felul în care învățăm.