Hjerneforstærkere

Klokken er 14:00. på en tirsdag, og jeg føler mig dum og lidt gnaven. Jeg har dvælende jetlag, fordi jeg tog en tur til London i sidste uge og fløj ind i nat fra Californien. Nu sidder jeg i hjernestimuleringsenheden på National Institute of Neurological Disorders and Stroke i Bethesda, MD, med to elektroder fastgjort til min pande. Om et øjeblik vil en forsker i neurologen Eric Wassermanns laboratorium aktivere en dims på størrelse med en lille clockradio, som vil sende en elektrisk strøm gennem min frontallap, den del af hjernen, der er mest forbundet med højere ræsonnement og følelser. I de næste 40 minutter vil strømmen af ​​elektroner skabe et elektrisk felt, der lader neuroner, der har med kognition og følelser at gøre, lettere fyre.

Jeg er her for at undersøge førstehånds, om de nyeste hjernegadgets og piller repræsenterer en ny grænse inden for neuroforstærkning. Wassermann har allerede fortalt mig, at hans enhed ikke vil gøre mig til en Einstein. Han håber, at det hos mennesker med hjerneskader eller svækkelse fra sygdom vil stimulere de kognitive centre til at fungere bedre, end de ellers ville. Vi starter med at teste raske mennesker for at få en baseline for, hvordan teknikken virker, siger han.

Denne historie var en del af vores juli-udgave 2007

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

To dage fra nu planlægger jeg at finjustere mit sind yderligere ved at tage en brain-boost-pille. Kaldet Provigil adskiller den sig fra sine forgængere ved, at den menes at være hjemme i en del af hjernen, der hjælper med at styre årvågenhed og hukommelse. Pillen er fremstillet af Cephalon fra Frazer, PA, og dens aktive ingrediens hedder modafinil. Lægemidlets målrettede levering formodes at forhindre bivirkningerne af stimulanser, der diffunderer gennem hjernen og genoptager alt. Provigil er blevet godkendt af U.S. Food and Drug Administration til personer, der har overdreven søvnighed forbundet med narkolepsi eller på anden måde forstyrrede søvnmønstre - for eksempel fra at skifte mellem skift på arbejdet. I 2006 blev der udskrevet 2,6 millioner Provigil-recepter. Mere end halvdelen af ​​disse var angiveligt til off-label anvendelser såsom behandling af opmærksomhedsforstyrrelser og depression.

I Hjernestimulationsenheden tænder en medicinstuderende juicen under det vågne øje af Michael Koenigs, postdoc'en, der driver eksperimentet. Jeg mærker en let snurren og kløe i min hovedbund, når strømmen stiger til 2,5 milliampere: en lille mængde, men nok til at give et stød. Et par minutter senere har jeg en metallisk smag i munden. Koenigs advarede mig om, at dette kunne ske. Hundredvis af mennesker er blevet testet, og dette er en af ​​de få bivirkninger, de har rapporteret.

Relaterede websteder:

• DC-polarisering af bilateral præfrontal cortex (elektrisk stimulering)

• Provigil

I tidligere forsøg på raske mennesker fandt Wassermann og andre ud af, at denne procedure, kaldet transkraniel jævnstrømspolarisering, forbedrede motorisk og kognitiv ydeevne. I en test øgede en jævnstrøm på venstre frontallap en persons evne til at navngive så mange ord, der begynder med et bestemt bogstav, med 20 procent på 90 sekunder. Wassermanns team tester nu elektriske felter med forskellige ladninger mod hinanden og mod et humbug, og sammenligner forsøgspersoners svar gennem test, der måler kognition, hukommelse og følelser.

Jævnstrøm påført hovedbunden polariserer underliggende hjernevæv og skaber enten en positiv eller en negativ ladning nær elektroden. In vitro-undersøgelser har vist, at en svag strøm kan ændre affyringshastigheden af ​​neuroner væsentligt - med en stigning eller et fald i affyringshastigheden, der afhænger af orienteringen af ​​det elektriske felt. Beviser tyder på, at stigninger i affyring øger den lokale hjernefunktion og fald gør det modsatte.

Zappe hjerner er ikke nyt. I 1960'erne blev jævnstrøm på lavt niveau brugt til at behandle psykiske lidelser, men efterforskere blev mere interesserede i kemiske behandlinger indtil for nylig, hvor neurovidenskabsmænd og klinikere begyndte at lede efter målrettede hjerneboostere med færre bivirkninger end piller. Wassermann tror, ​​at vi en dag vil være i stand til at købe en lillebitte enhed, der kan sættes i en hat eller fastgøres til et pandebånd og tændes, når vi har brug for et hjerneboost.

Min hjerne, ændret
Jeg mærker en let stigning, som en mellemstor koffein; det løfter blidt tågen af ​​min træthed, selvom jeg ikke føler mig klogere. Jeg slår mig ned for at tage nogle tests af kognition og følelser. Mest sigende er et hasardspil, der præsenterer fire virtuelle bunker med forsiden nedad på en computerskærm; Når jeg klikker på dem, vendes kortene, og jeg enten vinder penge eller taber dem, afhængigt af kortet. En ticker måler mine gevinster øverst på skærmen. Først virker kortene tilfældige, men så udvikler mønstre sig: Jeg skal finde ud af, hvilke stakke der vil give flere gevinster end tab, og omvendt. Efter et par minutter forsvinder mit første milde boost. Jeg taber på gambling, men ikke meget. Næste morgen vender jeg tilbage efter en god nats søvn. Ved at tage gambling-testen uden stimulering vinder jeg en beskeden mængde virtuelle kontanter.

Senere den anden dag deltager jeg i et tredje eksperiment. I stedet for at køre en negativ strøm gennem elektroderne fastgjort til min pande, som han gjorde første gang, anvender Koenigs en positiv strøm. Effekten på min frontallap forårsager en mærkbar følelse af afslapning og et fald i motivationen, mens jeg spiller gambling. Mærkeligt nok vinder jeg alligevel stort. Jeg oplever også en mærkelig fornemmelse, når jeg begynder at tale til forskerne: Jeg starter sætninger og mister så min motivation til at afslutte dem. Koenigs siger, at det er præcis, hvad hans eksperiment forsøger at vise: at ydeevne påvirkes forskelligt af forskellige strømninger. Jeg formoder, at mine resultater har mere at gøre med gårsdagens udmattelse versus dagens veludhvilede, men elektriciteten har mærkbart rodet med mit sind.

Dagen efter er jeg i New York City på Steven Lamms kontor, en læge, der går ind for ordination af Provigil til patienter med søvnforstyrrelser, vedvarende træthed eller jetlag. Jeg vil gerne udskrive det mere, end jeg gør, siger han, men fordi det kun er godkendt til svære søvnforstyrrelser, dækker forsikringen ikke udgifterne til lægemidlet for mange af mine patienter. Lamm har selv brugt Provigil, når han er jetlagget eller mangler søvn og skal være skarp. Det er usundt ikke at få nok søvn, fortæller han, men nogle gange kan det ikke lade sig gøre. Lamm tjekker mit blodtryk og tager en historie, fortæller mig om stoffet og skriver en recept ud på fem 200-milligram tabs.

Modafinil er blevet grundigt undersøgt som en behandling for søvnforstyrrelser, men data om dets evne til kognitiv forbedring er tynde. I Cambridge, England, så forskerne en stigning i korttidshukommelsen og planlægningsevnen hos mandlige frivillige, der tog stoffet. Andre forskere så knogletrætte forsøgspersoner, der tog Provigil, blive opmærksomme, mens de brugte helikoptersimulatorer; test har også vist, at stoffet kan forbedre planlægningen og evnen til at huske lange rækker af tal.

Jeg sluger en pille omkring kl. 14.00, nogenlunde samme tid på dagen, som jeg første gang blev testet i Eric Wassermanns laboratorium. Jeg går ned ad Fifth Avenue i det klare forårssolskin og mærker ingenting. Jeg får et mobiltelefonopkald og begynder at tale og mærker min sædvanlige eftermiddagsdøje. Senere går jeg ombord på et fly hjem til San Francisco, og omkring tre timer efter at have taget pillen falder jeg i søvn.

I San Francisco prøver jeg Provigil igen kl. 8.00 sammen med min sædvanlige kop kaffe. Denne gang, efter 15 eller 20 minutter, føler jeg en årvågenhed, som koffein alene ikke plejer at give mig; følelsen af ​​plateauer i løbet af de næste tre timer og forvandles til en lavmælt, men konstant op fornemmelse. Jeg kaster mig ud i arbejdet og føler mig yderst effektiv og lys. I et stykke tid er fornemmelsen næsten for meget, som om min hjerne er sat til at spole frem og ikke kan slukkes.

Den morgen taler jeg med Jeffry Vaught, forsknings- og udviklingschefen hos Cephalon. Han fortæller mig, at pillen er et mildt stimulerende middel og ikke forhindrer søvn, hvis folk ønsker det. For mennesker med narkolepsi, siger han, er virkningen ikke mild; det er livsændrende. Vaught siger, at mekanismen bag Provigils effekt ikke er godt forstået, men forskerne ved, hvilken del af hjernen det involverer. Det er en vej involveret i vågenhed, med at vække dig og holde dig opmærksom, siger Vaught. Denne vej aktiveres af modafinil. Større stimulanser som koffein og amfetamin virker også på denne del af hjernen, men de aktiverer også andre regioner, hvilket forårsager bivirkninger såsom rystelser, tab af appetit og den der nervøse følelse.

Som dagen går på hæld, begynder min konstante up-ness at blive irriterende. Jeg er rolig, men jeg indser, at når jeg skriver uden stoffet, oplever jeg et indviklet mønster af korte opture blandet med milde nedture, hvorunder jeg hviler min hjerne. Jeg er ikke vant til dette ensartede farmaceutiske løft.

Inden længe drikker vi måske drikkevarer fyldt med modafinil og andre milde stimulanser, der har færre bivirkninger end kaffe. Det er sandsynligt, at vi også vil glide zappere på kanten af ​​vores hatte og vende dem på, når vi får plads. Men ingen af ​​disse hjerne-boostere er i nærheden af ​​at hjælpe mig, for eksempel, forstå avanceret kvantemekanik eller skrive en symfoni som Mozart. Jeg bliver nødt til at rode med at være mig lidt længere.

David Ewing Duncan er en Teknologigennemgang medvirkende redaktør. Hans næste bog er Experimental Man: A Molecular Autobiography.

skjule