Nebojte sa, nejde o terapiu šokom. Mnohé ochorenia, ktoré postupne pripravujú človeka o pamäť, by vďaka vývoju mozgovej protézy dokázali zlepšiť kvalitu života.

Ako zabrániť miznutiu spomienok?

Hovorí sa, že sa učíme celý život. Od prvých písmen a počítania až po stovky strán, z ktorých sa snažíme zapamätať si to najdôležitejšie. Učenie však nesúvisí iba so školou. Vždy, keď sa stretneme s novými informáciami – napríklad receptom či manuálom – v časti mozgu nazývanej hipokampus sa aktivujú neuróny vysielajúce elektrické signály do iných neurónov. Tento model je potom zakódovaný v mozgu, a keď si neskôr potrebujeme vybaviť informácie, neuróny sa spúšťajú na základe opakovaného vzoru.

Vraj čím sme starší, tým viac zabúdame. Z nevinnej hlášky sa ale niekedy môže vykľuť závažné ochorenie. zdroj: unsplash.com

Občas sa stane, že zabudneme meno osoby sekundu po tom, ako sa s ňou zoznámime. Drobné výpadky pamäti nie sú ničím nezvyčajným. V prípade poškodeného hipokampu neuróny nedokážu úspešne vytvoriť vzorec čerstvo nadobudnutej informácie. Najčastejšou príčinou sú zranenia hlavy, ktoré poškodia funkciu mozgu. Spomedzi ochorení to môže byť Alzheimerova choroba – narúša schopnosť vytvárať si nové spomienky a pripravuje ľudí o tie existujúce.

V závislosti od závažnosti straty pamäti to bráni človeku v tom, aby mohol pracovať alebo žiť samostatne. Môže to byť neuveriteľne traumatické nielen preňho, ale aj pre blízku rodinu a priateľov. Alzheimer sa dodnes nedá vyliečiť, lekári sa ale nevzdávajú. Pamäťová protéza, ktorú vyvinuli výskumníci z univerzít v Severnej Karolíne, používa elektródy na prepínanie neurónov v hipokampe počas formovania spomienok.

Pomoc pre amerických vojakov

Projekt začala v roku 2013 financovať americká Agentúra pre výskum pokročilých obranných objektov (DARPA). Cieľom programu s názvom „Obnovenie aktívnej pamäte“ je vyvinúť plne implantovateľné nervové zariadenie schopné obnoviť normálnu pamäťovú funkciu. Primárne má slúžiť vojakom, ktorí trpia mozgovým ochorením alebo žijú s následkami poranenia mozgu.

INZERCIA

Výskumníci sa najskôr zamerali na epizodickú pamäť. Ide o informácie, ktoré sa v našom mozgu zdržia len krátko – kde je zaparkované auto, čo sa podávalo na večeru alebo kedy sme naposledy brali lieky. Hipokampus zahŕňa podoblasti nazývané CA3 a CA1, ktoré fungujú spoločne na podporu kódovania a získavania pamäte. Keď mozog zaregistruje informáciu na zakódovanie, spustia sa neuróny v CA3 oblasti. Označený vstup informácií do hipokampu spúšťa následnú sekvenciu nervovej aktivity v oblasti CA1.

Testov sa zúčastnili dobrovoľníci, hlavne pacienti s epilepsiou, keďže po záchvatoch väčšinou dochádza k strate krátkodobej pamäti. Experti použili chirurgicky implantované elektródy na zaznamenávanie neuronálnej aktivity v oblastiach CA3 a CA1. Účastníkom štúdie ukázali jednoduchý obrázok (farebný štvorec). Po krátkom oneskorení, počas ktorého bola obrazovka prázdna, zo štyroch vzoriek vyberali tú správnu.

Dva skúšobné modely

Prostredníctvom predchádzajúceho výskumu vedci vyvinuli dve verzie unikátnej pamäťovej protézy: „model dekódovania pamäte“ (MDM) a model „multi-input, multi-output“ (MIMO).

Model MDM sleduje elektrickú aktivitu v hipokampe. Prostredníctvom elektród vytvorí priemerný vzor spojený s existujúcimi spomienkami a doručí ho späť do mozgu, keď sa osoba snaží vybaviť si zapamätanú informáciu.

Pokročilejší model MIMO analyzuje elektrickú aktivitu v časti hipokampu, ktorá prijíma nové informácie. Potom predpovedá najlepší vzor elektrických impulzov v inej časti pre úspešnú tvorbu spomienok.

Aby vedci zistili, či by stimulačné vzory predpovedané MIMO podobne vplývali na dlhodobú pamäť, pripravili druhý test. Dobrovoľníkom sa zobrazil výrazný obraz, po ktorom nasledovala dlhšia prestávka, kým uvideli ďalšiu ukážku. Následne museli identifikovať prvú fotografiu zo štyroch alebo piatich ďalších na obrazovke.

Prvý krok k úspechu

Sofistikovanejší model MIMO priniesol v priemere najlepšie výsledky. „Účastníkom sa dlhodobá pamäť zlepšila o 11 až 54%,“ uviedol neurovedec, Robert Hampson. Zároveň priznáva, že sme stále ďaleko od praktického zariadenia, ktoré pomôže ľuďom s demenciou alebo traumatickým poranením mozgu obnoviť stratenú pamäťovú funkciu.

Spomienky tvoria podstatnú časť toho, kým sme. Progres vo vývoji zariadenia na ich zachovanie by určite bol prínosom pre tých, ktorí sa obávajú, že o ne prídu. zdroj: pexels.com

Dôležitým bodom výskumu je zdokonalenie elektród. Súčasné by nemohli fungovať ako trvalý implantát, keďže by okolo seba vytvorili zjazvené tkanivo. Zlyhanie by spôsobil aj nedostatok stimulovaných neurónov. Počas štúdie ich zaznamenali 40 až 100, v reálnom svete by na zlepšenie diagnózy potrebovali niekoľko stoviek.

Hipokampus nie je univerzálnou odpoveďou na pôvodcu problémov s pamäťou, preto je potrebné preskúmať aj ďalšie orgány a ochorenia. S ďalším vývojom je však možné, že táto nová pamäťová protéza by jedného dňa značne zmiernila problémy, ktoré sprevádza strata spomienok.

Zdroje: www.bigthink.com, www.sciencefriday.com

Zdroj titulnej fotografie: www.pexels.com