Rangsangan otak yang mendalam, atau menggunakan kejutan elektrik ringan ke bahagian sasaran otak dengan tujuan mempengaruhi bagaimana ia berfungsi, menyediakan satu pendekatan baru untuk menangani keadaan neurologi yang telah mencabar doktor untuk masa yang lama.
Selama bertahun-tahun, ia telah digunakan untuk merawat penyakit Parkinson. Dengan menghantar kejutan kecil ke kawasan otak yang mengawal pergerakan, rangsangan ini dapat membantu mengekang kekejaman Parkinson.
Ia berfungsi seperti sejenis alat pacu jantung untuk otak. Pakar bedah memasukkan siasatan ke kawasan tertentu otak, dan ia dihubungkan dengan wayar di bawah kulit ke pek bateri yang diimplan di bahagian atas dada seseorang. Seorang doktor menetapkan kekuatan nadi elektrik, berapa lama ia berlarutan dan berapa kerap berlaku. Satu jenis rangsangan boleh meningkatkan aktiviti sel otak, satu lagi boleh memperlahankannya.
Tidak menghairankan, kerana teknologi dan rawatan telah menjadi lebih halus, para saintis telah mula melihat cara lain untuk merangsang otak yang mungkin digunakan, dan bukan hanya untuk merawat kerosakan neurologi dari kecederaan otak Alzheimer atau traumatik, tetapi juga untuk menangani gangguan kesihatan mental dan bahkan, kepada tahap tertentu, tingkah laku. Terdapat kajian sedang dijalankan, misalnya, untuk melihat apakah ia dapat membantu orang berhenti merokok.
Berikut adalah contoh penyelidikan rangsangan otak terkini:
Melambatkan Alzheimer: Penyakit Alzheimer kekal sebagai salah satu cabaran yang paling menakutkan dalam perubatan, kedua-duanya dari segi penentuan sebab dan membangunkan rawatan yang benar-benar berkesan. Sekarang sebuah pasukan yang diketuai oleh saintis di Johns Hopkins University sedang menjalankan percubaan klinikal untuk melihat apakah rangsangan otak yang mendalam dapat memperlambat kehilangan ingatan dan penurunan kognitif.
Penyelidikan ini melibatkan menempatkan implan ke otak kira-kira 40 pesakit dengan penyakit Alzheimer ringan dan mengukur perkembangan penyakit dalam tempoh 18 bulan. Khususnya, peranti sedang ditanam di fornix pesakit - satu ikatan gentian saraf yang menghubungkan sisi kiri dan kanan hippocampus. Itulah rantau otak yang berkaitan dengan ingatan. Teori ini adalah bahawa rangsangan otak di kawasan ini boleh melambatkan kadar kerosakan pada fornix dan juga membuat sel-sel otak baru di hippocampus.
Fasa terakhir perbicaraan, dijangka bertahan selama empat tahun, memberi tumpuan kepada keselamatan implan pada pesakit Alzheimer. Setakat ini, ia tidak menemui kesan buruk yang serius.
So long to the queasy besar ?: Penyelidik di Imperial College London mengatakan bahawa rangsangan otak juga boleh digunakan untuk meredakan penyakit bergerak. Para saintis tidak semestinya pasti apa yang menyebabkan rasa sensasi, tetapi mereka percaya ia mempunyai kaitan dengan otak yang cuba memproses isyarat yang saling bertentangan dari telinga dan mata kita ketika kita sedang bergerak. Penyelidikan sebelumnya telah menentukan bahawa sistem vestibular yang berfungsi dengan baik-iaitu bahagian telinga dalam yang merasakan pergerakan-menjadikannya lebih mungkin bahawa seseorang akan merasakan sensasi nauseating.
Oleh itu, para penyelidik tertanya-tanya apa yang akan berlaku jika mereka menggunakan arus elektrik untuk membisukan isyarat dari sistem vestibular ke otak. Mereka bekerja dengan 10 lelaki dan 10 sukarelawan wanita yang bersetuju memakai topi yang dilengkapi dengan elektrod dan kemudian, selama 10 minit, menerima arus elektrik ringan yang direka untuk menghalang aktiviti sel otak. Itu diikuti dengan menaiki kerusi yang diputar dan condong pada kelajuan yang berbeza untuk membuat mereka merasa sakit.
Ternyata mereka yang menerima rangsangan yang mengurangkan aktiviti sel otak kurang cenderung merasa mual dan pulih lebih cepat daripada orang yang otaknya dirangsang untuk meningkatkan aktiviti sel. Sekarang, para penyelidik sedang bercakap dengan rakan-rakan berpotensi mengenai membangunkan alat rangsangan anti-loya mudah alih yang boleh anda ambil di kedai ubat.
Kenangan ini dibuat: Pada satu persidangan awal bulan ini, DARPA, penyelidikan Jabatan Pertahanan, mengumumkan bahawa sebagai sebahagian daripada kajian yang dibiayai, pesakit yang diberikan implan otak menjaringkan lebih baik pada ujian ingatan. Kecederaan otak traumatik adalah isu besar bagi tentera Amerika Syarikat-hampir 300, 000 anggota perkhidmatan telah dirawat untuk satu sejak tahun 2000. Jadi DARPA memimpin usaha penyelidikan ke atas bagaimana rangsangan elektrik boleh digunakan untuk membantu orang-orang dengan otak yang rosak membuat dan mendapatkan kenangan.
Para saintis telah bekerja dengan pesakit pembedahan otak yang telah menjadi sukarelawan menjadi sebahagian daripada projek memori. Matlamatnya adalah dengan lebih jelas mengenal pasti proses bagaimana bentuk otak dan mengingat kenangan dan kemudian menggunakan kejutan ringan dari implan untuk mencipta semula proses itu. Ia hanya satu tahun ke dalam projek ini, tetapi DARPA mengatakan bahawa berdasarkan keputusan setakat ini, mungkin kelihatan untuk memetakan dan mentafsirkan isyarat saraf yang berasal dari otak ketika mengkodekan atau mengambil memori, dan kemudian benar-benar meningkatkan penarikan balik itu dengan merangsang secara elektrik bahagian sasaran otak.
Letakkan rokok itu: Satu lagi projek di peringkat awal adalah melihat bagaimana rangsangan otak dapat membantu orang melawan keinginan untuk rokok atau makanan yang tidak sihat. Caryn Lerman, timbalan pengarah kanan Pusat Kanser Abramson University of Pennsylvania, baru-baru ini menerima geran untuk menyiasat sama ada menggunakan kejutan elektrik untuk bahagian-bahagian korteks prefrontal di belakang dahi - sebuah kawasan otak yang diikat dengan kawalan diri-dapat membantu orang menahan dendam untuk terlibat dalam tingkah laku yang tidak sihat.
Ideanya ialah jika disasarkan dengan betul, rangsangan ini dapat menguatkan laluan yang digunakan untuk melawan keinginan untuk menyala. Hasil awal percubaan yang melibatkan 25 perokok mendapati bahawa selepas sesi 20 minit dengan stimulator elektrik yang diikat ke dahi mereka, orang dapat menunggu lebih lama sebelum mereka mencapai rokok berbanding mereka yang menerima rawatan plasebo. Mereka juga merokok lebih kurang rokok.
Pemulihan strok: Para saintis di Klinik Cleveland telah memohon kepada Pentadbiran Makanan dan Dadah (FDA) untuk mendapatkan kebenaran untuk memulakan ujian rangsangan otak yang mendalam pada mangsa strok manusia. Rawatan itu seolah-olah telah bekerja dengan tikus-ia muncul untuk menggalakkan pertumbuhan neuron baru di otak.
Bukan siapa yang berfikir bahawa ini boleh menyembuhkan strok. Apabila berlaku, bekalan darah ke otak terputus dan sesetengah kawasan hanya ditutup, manakala komunikasi ke kawasan lain terganggu. Rangsangan elektrik tidak boleh membawa neuron mati kembali ke kehidupan. Tetapi ia boleh membantu mewujudkan sambungan neural baru, terutamanya dalam cerebellum, bahagian otak yang mengawal pergerakan sukarela. Harapannya ialah bahagian-bahagian otak yang masih sihat akan lebih baik untuk mengimbangi kerosakan.
Kira-kira 800, 000 orang di AS mengalami strok setiap tahun. Dan, menurut Persatuan Strok Kebangsaan, kira-kira separuh daripada mereka yang bertahan menjadi lemah.
Meningkatkan empati: Tetapi bagaimana pula dengan menggunakan rangsangan otak untuk mengubah perasaan orang? Penyelidik di Universiti Harvard dan Universiti Vanderbilt telah menceburi bidang itu dengan eksperimen yang berkaitan dengan keadilan.
Mereka mempersembahkan 66 sukarelawan dengan cerita mengenai orang fiktif bernama John-khususnya mereka berkaitan dengan pelbagai jenayah yang telah dia lakukan dan keadaan mentalnya ketika dia telah melakukannya. Sebelum ini, beberapa peserta diberi bentuk rangsangan otak yang boleh mengganggu aktiviti dalam korteks prefrontal, yang memainkan peranan penting bukan hanya dalam kawalan diri, tetapi juga membuat keputusan. Bagi yang lain, peranti rangsangan telah dilampirkan, tetapi tidak pernah dihidupkan.
Para sukarelawan diminta untuk memutuskan betapa menyalahkan John dan juga untuk menentukan, pada skala 0 hingga 9, betapa sengitnya hukumannya. Apa yang ditemui penyelidik adalah bahawa orang yang aktiviti otaknya terganggu telah memilih hukuman yang lebih teruk.
Yang membangkitkan mungkin merupakan persoalan terbesar tentang rangsangan otak: Bilakah penetapan otak berubah menjadi otak?
