Kā tīkla neirozinātne rada jaunu prāta kontroles laikmetu

Sarežģīti tīkli veido mūsdienu sabiedrības mugurkaulu: internets, aviācijas tīkls, savienojumu modelis starp indivīdiem. Un pastāvīgi parādās sarežģītāki piemēri — veids, kā gēni mijiedarbojas šūnās, kā informācija plūst caur banku sistēmu un ekosistēmu.

Jo sarežģītāka sistēma, jo grūtāk to kontrolēt. Tomēr datorzinātnieki, ārsti, ekonomisti un līdzīgi darbinieki daudzus no šiem tīkliem kontrolē nedaudz.

Un tas rada interesantu jautājumu: vai ir iespējams īstenot tādu pašu kontroli pār vissarežģītāko tīklu, par kuru mēs zinām: cilvēka smadzenes?

Šodien mēs saņemam sava veida atbildi, pateicoties Džona Medaglijas darbam Pensilvānijas universitātē Filadelfijā un dažiem draugiem, kuri novērtē disciplīnu, kas veidojas tīkla neirozinātnes un tīkla kontroles teorijas krustpunktā. Kritisks jautājums ir, kā modulēt cilvēka smadzeņu tīklu, lai ārstētu kognitīvos trūkumus vai uzlabotu garīgās spējas, viņi saka. Mēs uzskatām, ka tīkla kontrole pamatā ir saistīta ar prāta kontroli.

Šāda veida kontroles pamatideja ir vienkārša. Enerģijas ievadīšanai vienā tīkla daļā vajadzētu ietekmēt darbību citās tīkla daļās.

Smadzenēs šāda veida manipulācijas jau tiek izmantotas dziļās smadzeņu stimulācijas paņēmienos, piemēram, Parkinsona slimības gadījumā. Tas ietver enerģijas ievadīšanu smadzeņu daļā, ko sauc par bazālajiem ganglijiem, kas ir iesaistīti kustībā. Tas samazina kustību traucējumus.

Līdzīgu paņēmienu izmanto arī obsesīvi kompulsīviem traucējumiem, kad cilvēki piedzīvo milzīgu vēlmi iesaistīties atkārtotā uzvedībā. Tas bieži ir saistīts ar neparastu elektrisko aktivitāti smadzeņu fronto-striatālajā shēmā. Dziļa smadzeņu stimulācija var normalizēt šo darbību un būtiski uzlabot dzīves kvalitāti.

Neraugoties uz šo paņēmienu panākumiem, Medaglia un citi norāda, ka citas uzvedības kontrolei ir ievērojamas problēmas. Viena problēma ir tā, ka stimulācija ietekmē ne tikai vienu smadzeņu daļu, bet tai ir tendence kaskādēt daudzās jomās tādā veidā, ko ir grūti raksturot.

Tāpēc smadzeņu savienojamības izpratne ir svarīgs nākotnes mērķis. Tas ir dažādu savienojumu projektu mērķis visā pasaulē: kartēt strukturālos ceļus visā smadzenēs.

Un tas jau sāk domāt, ka smadzenes izmanto dažādas kontroles stratēģijas. Katra no šīm stratēģijām ir potenciālie prāta kontroles mērķi.

Piemēram, neirozinātnieki domā, ka fronto-parietālā sistēma kontrolē mūsu spēju pārslēgties starp uzdevumiem. Interesanti, ka šī sistēma nav cieši saistīta ar citām smadzeņu daļām, taču teorētiskais darbs jau ir parādījis, ka tā darbojas, pārvietojot smadzenes grūti sasniedzamos stāvokļos pa sava veida enerģijas ainavu. Tātad viens no prāta kontroles veidiem varētu būt enerģijas injekciju izmantošana, lai vadītu smadzenes šajā ainavā.

Tas, kā to var izdarīt, nav pilnībā skaidrs, taču ir vairākas tehnoloģijas, kurām ir potenciāls. Tie ietver transkraniālo magnētisko stimulāciju, kas izmanto ārēju magnētisko lauku, lai smadzeņu daļās izraisītu strāvas, kā arī dažādus implantētus stimulatorus, kas tieši injicē enerģiju. Šāda veida enerģijas ievadīšanas izšķirtspējas uzlabošana ir svarīgs nākotnes mērķis.

Neviena diskusija par smadzeņu kontroli nebūtu pilnīga bez ētikas pieminēšanas. Medaglia un citi pavada kādu laiku, lai izklāstītu pašreizējo domu par šo tēmu. Viņi savu diskusiju pamato ar četriem medicīnas un pētniecības ētikas pamatprincipiem: neļaunīgums, labdarība, taisnīgums un pašnoteikšanās tiesības.

Šī ir joma, kurai būs jāattīstās, parādoties jaunām metodēm. Zinātnei par prāta kontroli attīstoties, būs svarīgi noskaidrot pieņemamās kontroles prakses attiecībā uz mūsu fundamentālo dabu un pašidentitāti, saka Medaglia un citi.

Vēl viens pārdomas rosinošs mērķis ir izprast saikni starp nervu kontroli un psiholoģisko kontroli. Smadzeņu dinamikas un specifisku kognitīvo procesu kartēšana būs ļoti svarīga, lai informētu par psiholoģisko (t.i., 'prāta') kontroli, saka Medaglia un citi.

Un šajā darbā slēpjas būtiska aklā vieta — informācijas loma. Prāta procesi nepārprotami ir balstīti uz informāciju. Un liela daļa psiholoģijas ir koncentrējusies uz to, kā informācija var mainīt smadzeņu stāvokli. Piemēram, mainīt cilvēka emocionālo stāvokli, braucot uz kino vai lasot grāmatu.

Tā ir uz informāciju balstīta prāta kontrole. Tomēr Medaglia un co nepiemin šāda veida uz informāciju balstītus efektus.

Varbūt tas ir saprotams. Informācijas loma smadzeņu procesos ir vāji izprotama. Neirologi pat nesaprot neironu kodus, kas darbojas mūsu smadzenēs.

Kamēr viņiem nebūs šīs izpratnes un vairāk, mūsdienu metodes šķitīs neapstrādātas. Salīdzinājumam, neviens nemēģinātu salabot nepareizi funkcionējošu viedtālruni, nospiežot to ar strāvu no pāris elektrodiem. Viņi arī nelabotu avarējušu vietni ar spēcīgu ārējo magnētisko lauku.

Faktiski šādā veidā varētu novērst tikai nelielu daļu no iespējamiem informācijas tehnoloģiju darbības traucējumiem.

Un tā, visticamāk, ir ar cilvēka smadzenēm. Uz informāciju balstīta pieeja, visticamāk, būs daudz spēcīgāka.

Saikne starp informāciju un prātu mūsdienās ir slikti izprotama. Ja uzlabota izpratne ir viens no šāda veida darba mantojums, tas būs nozīmīgs solis uz priekšu.

Atsauce: arxiv.org/abs/1610.04134 : Prāta kontrole: robežas prāta vadīšanā

paslēpties