Minnebrikke for hjernen: Science fiction?
Noen ganger er vitenskap bedre enn science fiction. Fagfolk fra University of South Carolina og Wake Forest University presenterte nylig en studie utført de siste ti årene. Deres forskning kan fungere som grunnlag for behandling av flere nevrodegenerative sykdommer. Denne studien er publisert i Journal of Neural Engineering. Den konkluderer med at det er mulig å implantere en minnebrikke for integrering av minner i hjernen til en som lever.
Hjerneområder involvert i hukommelsen
Eksperimentet fokuserer på nøkkelregioner for informasjonslagring og minnedannelse. Hippocampus’ rolle i hukommelsen begynte først å bli studert som et resultat av HM-tilfellet. I dette tilfellet analyserte de pasientens symptomatologi som et resultat av den bilaterale ødeleggelsen av de mediale temporale strukturene. Dette var en konsekvens av kirurgisk inngrep i et forsøk på å lindre pasientens epileptiske anfall.
Resultatet av denne intervensjonen forårsaket en alvorlig påvirkning av anterograd hukommelse hos pasienten og en viss endring av den retrograde hukommelsen de tre årene før skaden. Videre klarte ikke HM å kode nye minner etter operasjonen. Han kunne følgelig ikke huske hva som hadde skjedd etter operasjonen, til tross for at han kunne hente informasjon fra tidligere år.
Hippocampus, som ligger inne i den mediale delen av tinninglappen, under den kortikale overflaten, spiller en viktig rolle i dannelsen av nye minner, både episodiske og selvbiografiske. I hippocampus, også kalt Cornu ammonis, er fire områder differensiert: CA1, CA2, CA3 og CA4. Hvert av disse områdene har sine egne cellulære egenskaper og forbindelser som gjør dem forskjellige fra hverandre.
Eksperiment
I en studie lærte forskere rotter å trykke på en spak for å få en viss belønning. Ved å bruke integrerte elektriske bølger, registrerte det eksperimentelle forskerteamet, ledet av Sam A. Deadwyler fra Wake Forest Department of Physiology and Pharmacology, endringer i hjerneaktiviteten deres mellom de to store indre regionene i hippocampus. Disse er kjent som underregionene CA3 og CA1.
Når responsstabilitet ble oppnådd, blokkerte forskerne normale nevrale interaksjoner mellom de to områdene ved å bruke farmakologiske midler. Deretter utførte brikken den omvendte prosedyren. Det vil si at den sendte hjernebølgene registrert under innlæring av atferd til hippocampus. På denne måten var rotten i stand til å utføre atferden, til og med å holde en del av hjernen bedøvet. Dette har åpnet for at vi kan bruke minnebrikke i hjernen til mennesker.
Konklusjoner: eksperimenter og minnebrikke i hjernen
Dr. Berger påpeker at hvis vi er i stand til å dekode kompleks kunnskap for å oversette den til tilsvarende hjernebølger, bør det teoretisk sett være mulig å implantere kunnskap i hjernen.
I tillegg viste forskerne at hvis en proteseenhet og tilhørende elektroder ble implantert i rotter med en normal hippocampus, kunne driften av enheten faktisk styrke hukommelsen som genereres internt i hjernen. Videre vil hukommelseskapasiteten til normale rotter økes.
De neste trinnene, ifølge Berger og Deadwyler, bør fokusere på forsøk på å duplisere rotteresultatene hos primater. Faktisk er målet deres å lage proteser (minnebrikker) som kan hjelpe mennesker med Alzheimers sykdom til å bli bedre. I tillegg oså de som er rammet av hjerneslag eller ulike hjerneskader. Dette vil åpne dører til et nytt felt av vitenskapelig forskning på kurering av sykdommer og funksjonell bedring av mennesker med alvorlig hjerneskade.