Au fost testate primele implanturi cerebrale umane care îmbunătățesc memoria

În fiecare an, sute de milioane de oameni trăiesc drama memoriei care slăbește progresiv, iar motivele sunt multe. Procesul părea ireversibil, până de curând, dar pentru că tehnologia avansează, oamenii de știință au găsit variante ajutătoare.

Theodore Berger, inginer în biomedicină la Universitatea din California de Sud, a primit fonduri DARPA pentru a testa un implant, care se pare că ar putea îmbunătăți memoria. A fost deja testat pe șobolani și maimuțe și a funcționat exemplar, ceea ce le-a dat speranțe cercetătorilor. Acum, este testat pe oamenii cu epilepsie, iar magia constă în faptul că poate mima semnalele pe care neuronii le emit în memoria de lungă durată.

După cum știm deja, regiunea creierului responsabilă pentru memorie e hipocampul. Berger și-a petrecut o bună parte a ultimilor 35 de ani din viață încercând să înțeleagă funcționarea hipocampului. Practic, în miezul său, memoria e reprezentată de o serie de impulsuri electrice, care sunt generate de un anumit număr de neuroni. Asta, spune Berger, ne-ar ajuta să o reducem la câteva ecuații matematice.

Și alți neurologi au încercat să descifreze fluxul de informație din hipocamp, care are un rol vital în codarea memoriei. Cheia procesului este un semnal electric puternic, care călătorește de la CA3, „intrarea” hipocampului, la CA1, „ieșirea” hipocampului. Acest semnal este afectat în cazul celor cu probleme de memorie. Prin urmare, dacă am ști cum să recreem această legătură cu silicon sau un material asemănător, am putea avea o soluție viabilă.

Primul mesaj al lui Călin Georgescu pentru români, după ce a câștigat alegerile prezidențiale parțiale: ”De aici a început totul, aici continuăm!”

Cum a ironizat-o Mircea Badea pe Dana Budeanu, după eșecul lui Ciolacu de la alegerile prezidențiale

Pe de altă parte, problema cea mare vizează natura non-lineară a rețelelor neuronale. Semnalele sunt adesea imprecise și greu de măsurat. Într-o rețea de sute și mii de neuroni, orice schimbare mică ar putea fi amplificată și genera efecte complet diferite.

Cu ajutorul modelelor de computerizare modernă, Berger crede că ar putea avea o soluție chiar în mâinile sale. Echipa sa a testat teoria pe șobolani. Aceștia au fost antrenați pentru a împinge unul din două mânere spre a primi hrană, iar cercetătorii au înregistrat semnalele din hipocamp pe măsură ce animalele învățau să aleagă mânerul potrivit.

Apoi, acestea au fost folosite pentru a programa un card extern de memorie. Ulterior, cobaii au fost injectați cu un medicament care îi împiedica să creeze amintiri pe termen lung. Următorul pas a implicat implantarea de microelectrozi în hipocamp, iar regiunea CA1 a primit cipul de memorie externă.

Încurajat de rezultate, Berger a încercat apoi implantul pe maimuțe, de data asta axându-se pe cortexul prefrontal, care primește și moderează amintirile codate de hipocamp. Plasarea electrozilor în creierul maimuțelor a fost urmată de o serie de imagini semi-repetitive. În timp ce animalele priveau respectivele fotografii, activitatea cortexului prefrontal era înregistrată. Ulterior, cu o doză mică de cocaină, echipa a inhibat acea regiune, astfel încât animalele să nu își mai poată accesa memoria.

Anul trecut, s-a trecut la teste pe voluntari umani. Din cauza riscurilor ridicate de operațiile pe creier, echipa a recrutat 12 pacienți cu epilepsie, care deja aveau electrozi implantați în creier, pentru a depista sursa atacurilor. Mai multe atacuri de acest tip la rând distrug progresiv părțile hipocampusului indispensabile formării amintirilor pe termen lung, potrivit lui Berger.

Monitorizând activitatea cerebrală în timp ce voluntarii priveau o serie de fotografii, pe care trebuiau să și le amintească după 90 de secunde, cercetătorii au creat un model de codare a memoriei umane. Apoi, algoritmul rezultat a fost folosit pentru a stimula celulele de la ieșirea hipocampului, folosindu-se o aproximare a semnalelor de la intrare transformate corespunzător.

Totuși, cercetările sunt departe de a ajunge la o concluzie relevantă. E clar că această tehnică și-ar putea găsi aplicabilitate și că promite mult, dar algoritmul trebuie personalizat, în fucție de fiecare pacient. Oricum, Berger e încrezător că va găsi un model care să fie potrivit pentru majoritatea situațiilor și afecțiunilor.