Om hjärnan bara är ett gäng biologiska "ledningar" och "kretsar", varför kan vi inte bara uppgradera dess komponenter så att vi blir bättre och smartare? Åtminstone är det teorin bakom ett nytt hemligt forskningsenhetsprojekt från Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), enligt ett meddelande denna vecka. Projektets mål är att söka efter möjligheter att förbättra mänskliga kognitiva förmågor genom att aktivera den så kallade synaptiska hjärnplastisiteten.
Ny forskning tyder på att stimulering av vissa perifera nerver (kanaler som transporterar signaler från hjärnan och ryggmärgen till resten av kroppen) genom att utlösa produktion av neurokemikalier som omorganiserar neurala förbindelser kan öka en persons förmåga att lära sig. Genom sitt riktade Neuroplasticity Training-program finansierar DARPA åtta olika forskningsprojekt som syftar till att hitta sätt att förbättra inlärningsprestanda genom elektrisk stimulering. Det ultimata målet är att anpassa denna teknik i praktiken för att förbättra soldaternas inlärningseffektivitet. Helst skulle en soldat "modifierad" på detta sätt kunna till exempel lära sig ett nytt språk på bara några månader, inte år. I slutet,om DARPA kan hitta ett sätt att modifiera hjärnan på detta sätt, kommer resultaten sannolikt att hitta deras tillämpning inte bara i militären utan också på de civila sfärerna.
"Målet med projektet Målad neuroplasticitetsträning är att förstå de neurala processerna som reglerar kognitiva funktioner som är ansvariga för mänskligt lärande," kommenterar programchefen Doug Weber.
Med andra ord kommer DARPA att studera grundläggande biologi och utveckla neurostimuleringsanordningar som med våra "biologiska ledningar och mikrokretsar" kan öka inlärningen.
Ett DARPA-finansierat team vid Johns Hopkins University kommer att fokusera på att studera och analysera de processer som styr vårt tal och hörsel. Forskarna planerar att experimentera med att stimulera vagusnerven för att se om det kan stimulera processen att förstå och lära sig ett nytt språk. Ett annat team, baserat vid University of Florida, kommer att studera hur stimulering av vagusnerven kommer att påverka uppfattningen, förmågan att sträva efter mål, beslutsfattande och rumslig navigering i gnagare i laboratoriet. Ett team från Arizona State University kommer att studera effekterna av trigeminal nervstimulering och dess effekter på de visuella, sensoriska och motoriska funktionerna hos militära frivilliga som studerar principerna för intelligens, observation,skytteutbildning och beslutsfattande.
Det bör noteras att det redan finns produkter på marknaden som erbjuder förbättringar av kognitiva, psykologiska och fysiska förmågor. Emellertid är förståelsen för hur dessa produkter faktiskt fungerar extremt låg. Enligt många forskare fungerar inte dessa produkter alls. Åtminstone hur tillverkarna lovar oss i sina reklamkampanjer. Därför är målet med DARPA-programmet att tydligare analysera och studera effektiviteten hos både implanterbara och icke-invasiva metoder för att öka mänskliga förmågor, samt att verifiera det verkliga arbetet med de metoder som för närvarande finns.
"Vi har viss kunskap om anslutningar mellan perifera nerver, men vi vet nästan ingenting om effekterna som kan orsakas av neurostimulering av deras funktioner," säger Weber.
Om det finns en verklig koppling mellan neurostimulering och en ökning av inlärningseffektiviteten, kommer nästa fas av detta program att utveckla enheter som kommer att öka hastigheten för att lära sig främmande språk, effektiviteten i bildanalys samt lösa problem relaterade till rumslig navigering.
Kampanjvideo:
"Generellt sett är analogin mellan en dator och en hjärna verkligen inte sant," säger Michael Kilgard, ledande forskare vid University of Texas i Dallas-teamet som deltar i projektet.
”Men i hjärnan finns det verkligen vissa samband mellan A- och B-punkterna. När du stänger av dessa anslutningar förlorar du funktionen. Sammanfattningen är att denna "hjärnanslutning" kan skapa nya anslutningar. Och vi har teknologier för att titta på och studera dessa föreningar."
Fram till nyligen fokuserade Kilgards arbete på att reparera skadade vägar i hjärnan. Vissa framsteg har gjorts inom områdena djup hjärnstimulering (implantat) och transkraniell direktstimulering (förändring av arbetsfunktioner med icke-invasiv elektrisk stimulering). Speciellt i frågor om elektrisk stimulering, som används för att korrigera arbetet med skadade neurokanaler i hjärnan, säg, för att hjälpa till vid behandlingen av olika psykiska sjukdomar. Samma Kilgard har uppnått mycket bestämd framgång i behandlingen av posttraumatisk stressstörning med hjälp av riktad neuroplastisk terapi.
”Vi vill förstå hur man ska läka hjärnskador och vad som krävs för att dra hjärnledningarna. Trots allt, om det är möjligt att återställa den förlorade funktionen, kanske det finns en möjlighet att öka effektiviteten i denna funktion för att till exempel lära sig nya saker snabbare?"
Enligt Kilgard kommer vi en dag (och helst inom en nära framtid) att kunna utveckla en enhet som bara kostar några hundra dollar som smärtfritt och enkelt kan påskynda vår förmåga att lära sig nya språk. På den nuvarande finansieringsnivån hoppas Kilgard att utveckla en fungerande prototyp av en sådan anordning inom fem år och skicka den för godkännande till FDA (US Food and Drug Administration).
Tyvärr finns det fortfarande inga mer specifika detaljer i det nuvarande stadiet av projektets utveckling. Dessutom kan man till och med säga att hela idén hittills bygger på ingenting annat än vanliga vetenskapliga gissningar. Det är fortfarande omöjligt att säga om detta fungerar alls.
”Vi använder modernaste verktyg för att undersöka molekylära och cellulära processer som är involverade i de funktioner vi pratar om idag. Men även de mest avancerade verktygen har sina begränsningar, säger Weber.
Forskare måste möta allvarliga svårigheter i den sociala aspekten. Det är mycket troligt att sådan DARPA-forskning kommer att ses av vissa som ett försök att skapa en ny ras med kognitivt förbättrade supersoldater. Sanningen är att byrån för närvarande bedriver flera andra hjärnforskningsprojekt. I synnerhet finns projekt under utveckling för implantering av digitala chips i hjärnan, som kan behandla psykisk sjukdom, samt återställa motor- och minnesfunktioner hos skadade soldater.
Programmet syftar för närvarande till att ge hjärnan ett "lätt boost" genom att öka dess effektivitet och hastighet när det gäller att lära sig nya färdigheter med cirka 30 procent jämfört med konventionella undervisningsmetoder. Men om du anser att användningen av konventionella analeptika och antidepressiva medel, som Ritalin (förbjudet i Ryssland) och Modafinil, som är fritt tillgängliga i USA och ofta används av studenter för att fokusera uppmärksamhet och bekämpa dåsighet, orsakar mycket kontrovers bland allmänheten, vad kan vi säga om den faktiska modifieringen av hjärnan. Det kommer alltid att finnas de som är helt emot det.
Som regel står motståndare mot sådana metoder upp för att skydda människans naturliga natur. Förespråkare säger i sin tur att sökandet efter sätt och metoder för att förbättra arbetet med de naturliga processerna för människokroppens funktion är ett logiskt steg mot evolutionen. Därför kommer DARPA-studien sannolikt att lansera en helt ny serie debatter om detta ämne.
”De första bekymmerfrågorna när man öppnar ny teknik är oftast relaterade till dess säkerhet, lika tillgänglighet för alla och valfrihet. Det är mycket viktigt att svara på alla dessa frågor och lugna allmänheten,”sammanfattar Weber.
NIKOLAY KHIZHNYAK
