Militære midler hjerne-computer-grænseflader til at kontrollere følelser

Forsker Jose Carmena har arbejdet i årevis med at træne makakaber til at flytte computermarkører og robotlemmer med deres sind. Det gør han ved at implantere elektroder i deres hjerner for at overvåge neural aktivitet. Nu, som en del af et omfattende 70 millioner dollars program finansieret af det amerikanske militær, har Carmena et nyt mål: at bruge hjerneimplantater til at læse og derefter kontrollere psykisk syge menneskers følelser.

Hjernelæser : En række mikroelektroder trykt på plastik kan optage fra hjernens overflade. Den er 6,5 millimeter på en side.

I denne uge, Defense Advanced Research Projects Agency, eller DARPA, tildelt to store kontrakter til Massachusetts General Hospital og University of California, San Francisco, for at skabe elektriske hjerneimplantater, der er i stand til at behandle syv psykiatriske tilstande, herunder afhængighed, depression og borderline personlighedsforstyrrelse.

Projektet bygger på at udvide viden om, hvordan hjernen fungerer; udvikling af mikroelektroniske systemer, der kan passe ind i kroppen; og væsentlige beviser for, at tanker og handlinger kan ændres med velplacerede elektriske impulser til hjernen.

Tænk, hvis jeg har en afhængighed af alkohol, og jeg har lyst, siger Carmena, der er professor ved University of California, Berkeley, og involveret i det UCSF-ledede projekt. Vi kunne opdage den følelse og derefter stimulere inde i hjernen for at forhindre det i at ske.

USA står over for en epidemi af psykisk sygdom blandt veteraner, herunder selvmordsrater, der er tre eller fire gange højere end den brede offentlighed. Men stoffer og samtaleterapi er af begrænset brug, og det er grunden til, at militæret henvender sig til neurologiske apparater, siger Justin Sanchez, leder af DARPA-programmet, kendt som Subnets, for Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies.

Vi ønsker at forstå hjernenetværkene [i] neuropsykiatriske sygdomme, udvikle teknologi til at måle dem og derefter lave præcisionssignalering til hjernen, siger Sanchez. Det er noget helt andet og nyt. Disse enheder eksisterer endnu ikke.

I henhold til kontrakterne, som er de hidtil største priser, der støtter præsident Obamas BRAIN Initiative, hjernekortlægningsprogrammet lanceret af Det Hvide Hus sidste år, vil UCSF modtage så meget som $26 millioner og Mass General op til $30 millioner. Virksomheder inklusiv medicingiganten Medtronic og startup Cortera Neurotechnologies , et spin-out fra UC Berkeleys trådløse laboratorium, vil levere teknologi til indsatsen. Indledende forskning vil være i dyr, men DARPA håber at nå menneskelige forsøg inden for to eller tre år.

Forskningen bygger på et lille, men hurtigt voksende marked for enheder, der virker ved at stimulere nerver, både inde og udenfor hjernen. Mere end 110.000 Parkinsons-patienter har modtaget dybe hjernestimulatorer bygget af Medtronic, som kontrollerer kropsrystelser ved at sende elektriske impulser ind i hjernen. For nylig har læger brugt sådanne stimulatorer til at behandle alvorlige tilfælde af obsessiv-kompulsiv lidelse (se Hjerneimplantater kan nulstille fejltændingskredsløb). I november sidste år godkendte U.S. Food & Drug Administration NeuroPace, det første implantat, der både optager fra hjernen og stimulerer den (se Zapping Seizure Away). Det bruges til at holde øje med epileptiske anfald og derefter stoppe dem med elektriske impulser. I alt fakturerer amerikanske læger for omkring 2,6 milliarder dollars til neurale stimuleringsanordninger om året, ifølge industriens skøn.

Forskere siger, at de laver hurtige forbedringer inden for elektronik, herunder små, implanterbare computere. Under sit program vil Mass General arbejde sammen med Draper Laboratories i Cambridge, Massachusetts, for at udvikle nye typer stimulatorer. UCSF-teamet bliver støttet af mikroelektronik og trådløse forskere ved UC Berkeley, som har skabt flere prototyper af miniaturiserede hjerneimplantater. Michel Maharbiz, professor i Berkeleys elektroingeniørafdeling, siger, at Obamas hjerneinitiativ, og nu DARPA-pengene, har skabt et vanvid omkring ny teknologi. Det er et godt tidspunkt at lave tech for hjernen, siger han.

Den nye forskningslinje er af nogle blevet døbt affektive hjerne-computer-grænseflader, hvilket betyder elektroniske enheder, der ændrer følelser, måske under direkte kontrol af en patients tanker og ønsker. Grundlæggende forsøger vi at bygge den næste generation af psykiatriske hjernestimulatorer, siger Alik Widge, en forsker på Mass General-teamet.

Darin Dougherty, en psykiater, der leder Mass Generals afdeling af neuroterapeutika, siger, at et mål kunne være at slukke frygt hos veteraner med posttraumatisk stresslidelse eller PTSD. Frygt genereres i amygdala - en del af hjernen, der er involveret i følelsesmæssige minder. Men det kan undertrykkes af signaler i en anden region, den ventromediale præfrontale cortex. Ideen ville være at afkode et signal i amygdala, der viser overaktivitet, og derefter stimulere andre steder til at [undertrykke] den frygt, siger Dougherty.

Sådan forskning er ikke uden ildevarslende overtoner. I 1970'erne viste Yale Universitys neuroforsker Jose Delgado, at han kunne få folk til at føle følelser, såsom afslapning eller angst, ved hjælp af implantater, han kaldte stimoceivere. Men Delgado, også finansieret af militæret, forlod USA efter kongresshøringer hvor han blev anklaget for at udvikle totalitære sindkontrolanordninger . Ifølge videnskabsmænd finansieret af DARPA har agenturet været bekymret for, hvordan Subnets-programmet kunne opfattes, og det har udpeget et etikpanel til at føre tilsyn med forskningen.

Psykiatriske implantater ville faktisk styre, hvordan psykisk syge mennesker handler, dog i mange tilfælde indirekte, ved at ændre, hvordan de har det. For eksempel vil en stimulator, der stopper en trang til kokain, ændre en misbrugers adfærd. Det er at ændre, hvad folk føler, og at ændre, hvad de gør. De er tæt knyttet, siger Dougherty.

Dougherty siger, at et hjerneimplantat kun vil blive overvejet for patienter, der virkelig er svækket af psykisk sygdom, og som ikke kan hjælpes med stoffer og psykoterapi. Dette vil aldrig være en førstelinjemulighed: 'Åh, du har PTSD, lad os operere,' siger Dougherty. Det vil være for folk, der ikke reagerer på de andre behandlinger.

skjule