Tidak ada soalan yang kami pelajari dengan banyak tentang otak manusia sejak 50 tahun yang lalu, tetapi, sebagai pesakit neurologi cepat mengakui, pusat sistem saraf kami sebahagian besarnya menjadi misteri. Berhampiran bahagian atas senarai enigmasnya: bagaimana ingatan berfungsi - terutamanya bagaimana untuk memulihkannya apabila ia hilang.
Sekarang, melalui cawangan neurosains yang berkembang pesat yang dikenali sebagai rakaman otak langsung, para saintis dapat mengikuti aktiviti otak secara real time melalui elektrod yang diimplan. Teknik ini membolehkan mereka memetakan bagaimana neuron berkomunikasi apabila kenangan terbentuk atau ditarik balik, yang mungkin memungkinkan untuk membangunkan peranti yang boleh meniru proses penciptaan memori dengan merangsang neuron yang sama.
Ia mungkin kelihatan agak mengagumkan, tetapi DARPA, agensi yang membiayai penyelidikan mutakhir untuk Jabatan Pertahanan Amerika Syarikat, percaya begitu banyak potensi teknologi yang minggu lalu ia mengumumkan geran berjumlah $ 40 juta untuk melihat sama ada memori "neuroprostetik" boleh dibangunkan dalam tempoh empat tahun akan datang.
Ahli sains lain sedang mencari cara yang berbeza untuk menguraikan misteri ingatan. Dalam satu kajian baru-baru ini yang disokong oleh Institut Kesihatan Nasional, Roberto Malinow, dari University of California, San Diego, mampu menggunakan cahaya yang tepat untuk disingkirkan, dan kemudian memulihkan, kenangan dalam tikus kejuruteraan genetik. Dan pada musim panas lalu, para penyelidik di Pusat Perubatan Universiti Columbia mengumumkan bahawa mereka mampu meningkatkan kenangan tikus yang lama dengan meningkatkan tahap protein tertentu dalam otak mereka.
Tetapi idea menggunakan implan untuk menghidupkan semula ingatan-dianggap sebagai konsep radikal apabila dipromosikan oleh orang-orang seperti ahli sains neurosikal University of Southern California Theodore Berger hanya beberapa tahun yang lalu-telah menarik perhatian rakyat di DARPA. Mereka melihat potensinya sebagai cara yang inovatif dan luar biasa untuk membantu para veteran yang rosak - kira-kira 270, 000 daripadanya mengalami kecederaan otak traumatik, selalunya dengan kehilangan ingatan yang melemahkan, sejak tahun 2000-dengan beberapa pilihan terapi lain.
Membuat Kenangan
Projek penyelidikan, yang dipanggil "Memulihkan Memori Aktif" (RAM), direka dengan kepercayaan bahawa tidak kira betapa manisnya atau bagaimana mengganggu, setiap memori dibentuk dengan cara yang sama: melalui tindakan berurutan banyak neuron. Mengganggu urutan itu melalui kecederaan traumatik, pemikiran berlaku, dan fungsi ingatan menjadi disekat. Tetapi bagaimana jika saintis, mengikuti program komputer proses memori yang mereka usahakan, boleh menggunakan implan kecil untuk bekerja di sekitar kawasan yang rosak dengan menghantar isyarat kepada neuron lebih jauh di dalam litar?
Itulah matlamat program RAM, yang akan melibatkan pasukan dari tiga institusi: University of California, Los Angeles (UCLA), University of Pennsylvania dan Laboratorium Nasional Lawrence Livermore. Setiap orang akan mempunyai tumpuan sendiri.
Pasukan UCLA akan menumpukan pada apa yang dikenali sebagai kawasan entrehinal otak. Terima kasih kepada penyelidikan terdahulu, mereka telah mengenalinya sebagai pintu masuk ke hippocampus, kawasan otak yang paling berkaitan dengan pembelajaran dan ingatan. Untuk memberi anda gambaran bagaimana kritikal hippocampus adalah untuk apa yang menjadikan kita manusia, pertimbangkan salah satu penemuan aliran air dalam sains otak, yang melibatkan seorang lelaki pada tahun 1950-an yang mempunyai sebahagian besar hippocampusnya dikeluarkan sebagai rawatan untuk sawan. Selepas prosedur itu, dia tidak lagi dapat mencipta kenangan baru-dia tidak dapat mengingat apa yang berlaku kepadanya setiap hari selepas itu.
Untuk menerangkan bagaimana hippocampus mengubah kewujudan harian menjadi ingatan, para penyelidik UCLA akan menggunakan data pertama dari elektrod yang telah ditanamkan pada pesakit epilepsi untuk membangunkan model komputer bagaimana neuron di bahagian otak berkomunikasi semasa membuat memori. Dari itu, mereka akan bekerjasama dengan para saintis di Livermore untuk mencipta peranti tanpa wayar yang dapat ditiru yang dapat meniru proses dengan merangsang neuron yang sesuai.
Di Pennsylvania, sementara itu, para penyelidik akan mengambil pandangan yang lebih luas tentang bagaimana kenangan dapat dibentuk, menghampirinya sebagai satu rangkaian interaksi yang rumit di kalangan kawasan otak yang berbeza. Mereka akan bekerja dengan pesakit yang sudah mempunyai elektrod yang diimplan di pelbagai bidang otak mereka, mengesan aktiviti saraf ketika orang-orang bermain permainan memori pada komputer. Matlamat sekali lagi adalah untuk mengenal pasti corak tingkah laku neuron apabila kenangan baru disimpan atau yang lama diambil, dan juga cuba untuk mengasingkan "biomarker" untuk sesuatu yang tidak kena.
Pertaruhan pada teknologi
Namun, projek itu mempunyai skeptis.
"Kami perlu mengingatkan diri sendiri bahawa, tidak, kami tidak bercakap bahasa rahsia otak - kami melakukan beberapa stimulasi yang sangat mentah, " kata Dr Anthony Ritaccio, pengarah saraf bedah di Albany Hospital, kepada New York Times. "Apabila bekerja dengan otak, anda harus terus menampar diri di muka sebagai pemeriksaan realiti; kita masih faham begitu sedikit. "
Tetapi Justin Sanchez, pengurus projek RAM di DARPA, mengatakan sudah tiba masanya untuk membuat taruhan besar pada teknologi.
"Kami berhutang kepada anggota perkhidmatan kami, " katanya, "untuk mempercepat penyelidikan yang boleh mengurangkan kesan jangka panjang kecederaan mereka."
Dan, selepas itu, ingatan kerja membantu kita semua memahami dunia ini, sebagai psikologi pendidikan Peter Doolittle berkata dalam TED Talk ini.
