Projekt neuroprotezy autorstwa Teda Bergera
Najnowsze badania naukowe przynoszą nadzieję wszystkim pacjentom chorym na Alzheimera oraz cierpiącym z powodu innych typów demencji. Startup z Doliny Krzemowej inwestuje w testy nowej neuroprotezy.
Ted Berger, dyrektor Centrum Inżynierii Neuronalnej na Uniwersytecie Południowej Kalifornii, od dwudziestu lat zajmuje się projektem urządzenia – neuroprotezy w formie chipa – które ma pomóc uszkodzonemu mózgowi w przetwarzaniu informacji składających się na pamięć długotrwałą. W 2015 roku zespół naukowców odpowiedzialnych za prace nad implantem zakończył etap projektowania i konstrukcji, uznając finalny produkt za w pełni funkcjonalny. Zabrakło jednak pieniędzy na przetestowanie urządzenia na pacjentach. Z pomocą przyszedł przedsiębiorca z Doliny Krzemowej, Brian Johnson. Twórca kilku technologicznych i finansowych startupów postanowił pomóc w finansowaniu i testowaniu chipa, który w przyszłości ma pomóc ludziom cierpiącym z powodu neurologicznych problemów spowodowanych przez udary, chorobę Alzheimera lub uszkodzenia mechaniczne. Co więcej, w dłuższej perspektywie neuroproteza ma stać się też urządzeniem, które będzie w stanie zwiększyć inteligencję, pamięć i umożliwić rozwój innych zdolności poznawczych. Finansowaniem badań i produkcją chipa zajmie się nowa firma Johnsona – Kernel.
Implant zastępuje uszkodzone neurony
Jak działa chip zaprojektowany przez zespół Teda Bergera? Neuroproteza ma być wszczepiana w hipokamp – strukturę w płacie skroniowym, odpowiedzialną głównie za przenoszenie informacji z pamięci krótkotrwałej do długotrwałej. Zespół badaczy przez szereg lat studiował sygnały elektryczne przesyłane przez neurony, aby opracować wzór przetwarzania pozyskanych informacji na ostatecznie przechowywane w pamięci długotrwałej. W pierwszej fazie działania chip ma nauczyć się identyfikować kolejne sygnały, a następnie wyśle je do mikroprocesora, gdzie zostaną przetworzone na sygnały możliwe do zakodowania przez pamięć długotrwałą. Neuroproteza zastąpi w ten sposób uszkodzone neurony.
Czy to na pewno zadziała?
Wynalazek budzi jednak pewne wątpliwości. Czy istnieje wspólny dla wszystkich ludzi system kodowania informacji i przetwarzania ich na wspomnienia? Być może mózgi znacząco różnią się między sobą? Ted Berger w odpowiedzi na te wątpliwości wspiera się wynikami badań przeprowadzonych na szczurach. Z badań tych wynika, że informacje przetwarzane są w jeden wspólny sposób, z nieznacznymi i rzadkimi odchyleniami od ustalonej normy. Warto jednak pamiętać, że ludzki mózg to znacznie bardziej skomplikowana struktura niż mózg szczura. Laboratoryjne zwierzątka mają w mózgu około 200 milionów neuronów, człowiek ma ich ponad 86 miliardów. Berger uważa jednak, że wyniki są obiecujące, a hipokamp funkcjonuje w regularny, możliwy do odtworzenia sposób.
Urządzenie do głębokiej stymulacji mózgu pomaga chorym na Parkinsona (fot. Hellerhoff, CC BY-SA 3.0)
Nie wiadomo, kiedy mamy szansę na kolejne informacje. Kernel zaczyna od inwestycji w produkcję chipa do testów, potem trzeba zebrać grupę pacjentów. Jednak jeśli prognozy się sprawdzą, oznacza to bardzo optymistyczną przyszłość dla setek tysięcy pacjentów.
Nie zapominajmy jednak, że to przełom tylko w leczeniu konkretnych schorzeń. Implanty mózgowe są stosowane od kilku lat – choćby te, służące głębokiej stymulacji mózgu (DBS) i pomocne w chorobie Parkinsona. Za pomocą implantów pomaga się także chorym na depresję i zaburzenia osobowości – choć to także jeszcze eksperymentalna technika. W 2013 roku wszczepiono także implanty pierwszym pacjentom chorym na padaczkę – mają przechwytywać informacje o nadchodzącym ataku i starać się mu zapobiegać. Inżynieria w służbie neurologii działa faktycznie coraz sprawniej. Czekamy zatem na kolejne wieści.