Hersenversterkers

Het is 14:00 uur op een dinsdag, en ik voel me dom en een beetje chagrijnig. Ik heb een aanhoudende jetlag omdat ik vorige week een reis naar Londen heb gemaakt en gisteravond vanuit Californië ben ingevlogen. Nu zit ik in de Brain Stimulation Unit van het National Institute of Neurological Disorders and Stroke in Bethesda, MD, met twee elektroden op mijn voorhoofd. In een oogwenk zal een onderzoeker in het lab van neuroloog Eric Wassermann een gadget ter grootte van een kleine wekkerradio activeren, die een elektrische stroom door mijn frontale kwab zal sturen, het deel van de hersenen dat het meest geassocieerd wordt met hoger redeneren en emotie. Gedurende de volgende 40 minuten zal de stroom van elektronen een elektrisch veld creëren waardoor neuronen die te maken hebben met cognitie en emotie gemakkelijker kunnen vuren.

Ik ben hier om uit de eerste hand te onderzoeken of de nieuwste hersengadgets en pillen een nieuwe grens in neuroverbetering vertegenwoordigen. Wassermann heeft me al verteld dat zijn apparaat me niet in een Einstein zal veranderen. Hij hoopt dat het bij mensen met hersenletsel of stoornissen door ziekte de cognitieve centra zal stimuleren om beter te functioneren dan anders. We beginnen met het testen van gezonde mensen om een ​​baseline te krijgen voor hoe de techniek werkt, zegt hij.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van juli 2007

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Over twee dagen ben ik van plan om mijn geest verder te tweaken door een hersenboostpil te nemen. Het wordt Provigil genoemd en verschilt van zijn voorgangers doordat wordt aangenomen dat het zich nestelt in een deel van de hersenen dat helpt bij het regelen van alertheid en geheugen. De pil wordt vervaardigd door Cephalon uit Frazer, PA, en het actieve ingrediënt wordt modafinil genoemd. De gerichte afgifte van het medicijn zou de bijwerkingen moeten voorkomen van stimulerende middelen die zich door de hersenen verspreiden en alles doen opleven. Provigil is goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration voor mensen die overmatige slaperigheid hebben in verband met narcolepsie of die anderszins een verstoord slaappatroon hebben, bijvoorbeeld door te wisselen tussen diensten op het werk. In 2006 werden 2,6 miljoen Provigil-recepten uitgeschreven. Meer dan de helft daarvan was naar verluidt voor off-label gebruik, zoals de behandeling van aandachtstekortstoornissen en depressie.

In de Eenheid Hersenstimulatie zet een geneeskundestudent het sap aan onder toeziend oog van Michael Koenigs, de postdoc die het experiment leidt. Ik voel een lichte tinteling en jeuk op mijn hoofdhuid als de stroom stijgt tot 2,5 milliampère: een kleine hoeveelheid, maar genoeg om een ​​schok te geven. Een paar minuten later heb ik een metaalachtige smaak in mijn mond. Koenigs waarschuwde me dat dit zou kunnen gebeuren. Honderden mensen zijn getest en dit is een van de weinige bijwerkingen die ze hebben gemeld.

Gerelateerde websites:

• DC-polarisatie van bilaterale prefrontale cortex (elektrische stimulatie)

• Provigil

In eerdere experimenten met gezonde mensen ontdekten Wassermann en anderen dat deze procedure, transcraniële gelijkstroompolarisatie genaamd, de motorische en cognitieve prestaties verbeterde. In één test verhoogde een gelijkstroom die op de linker frontale kwab werd toegepast, met 20 procent het vermogen van een persoon om in 90 seconden zoveel mogelijk woorden te noemen die met een bepaalde letter beginnen. Het team van Wassermann test nu elektrische velden met verschillende ladingen tegen elkaar en tegen een schijnvertoning, waarbij de reacties van proefpersonen worden vergeleken door middel van tests die cognitie, geheugen en emoties meten.

Gelijkstroom die op de hoofdhuid wordt toegepast, polariseert het onderliggende hersenweefsel, waardoor een positieve of een negatieve lading ontstaat nabij de elektrode. In vitro-onderzoeken hebben aangetoond dat een zwakke stroom de vuursnelheid van neuronen aanzienlijk kan veranderen - met een toename of afname van de vuursnelheid die afhangt van de oriëntatie van het elektrische veld. Er zijn aanwijzingen dat een toename van het vuren de lokale hersenfunctie verbetert en dat een afname het tegenovergestelde doet.

Hersenen zappen is niet nieuw. In de jaren zestig werd gelijkstroom op laag niveau gebruikt om psychische stoornissen te behandelen, maar onderzoekers raakten tot voor kort meer geïnteresseerd in chemische behandelingen, toen neurowetenschappers en clinici op zoek gingen naar gerichte hersenversterkers met minder bijwerkingen dan pillen. Wassermann denkt dat we op een dag een klein apparaatje kunnen kopen dat in een hoed kan worden gestoken of aan een hoofdband kan worden vastgemaakt en aangezet als we een hersenkraker nodig hebben.

Mijn brein, veranderd
Ik voel een lichte opleving, als een gemiddelde dosis cafeïne; het verheft zachtjes de mist van mijn vermoeidheid, hoewel ik me niet slimmer voel. Ik ga zitten om wat cognitie- en emotietests te doen. Het meest veelzeggend is een gokspel dat vier virtuele stapels gesloten kaarten op een computerscherm presenteert; als ik erop klik, worden de kaarten omgedraaid en win ik geld of verlies ik het, afhankelijk van de kaart. Een ticker meet mijn winst bovenaan het scherm. In het begin lijken de kaarten willekeurig, maar dan ontwikkelen zich patronen: ik moet uitzoeken welke stapels meer winst dan verlies opleveren, en vice versa. Na een paar minuten verdwijnt mijn aanvankelijke milde boost. Ik verlies bij het gokken, hoewel niet veel. De volgende ochtend keer ik terug na een goede nachtrust. Als ik de goktest doe zonder stimulatie, win ik een bescheiden hoeveelheid virtueel geld.

Later die tweede dag doe ik mee aan een derde experiment. In plaats van een negatieve stroom door de elektroden op mijn voorhoofd te laten lopen, zoals hij de eerste keer deed, past Koenigs een positieve stroom toe. Het effect op mijn frontale kwab veroorzaakt een merkbaar gevoel van ontspanning en een afname van de motivatie terwijl ik het gokspel speel. Vreemd genoeg win ik sowieso veel. Ik ervaar ook een vreemde gewaarwording als ik met de onderzoekers begin te praten: ik begin zinnen en verlies dan mijn motivatie om ze af te maken. Koenigs zegt dat dit precies is wat zijn experiment probeert aan te tonen: dat prestaties verschillend worden beïnvloed door verschillende stromingen. Ik vermoed dat mijn resultaten meer te maken hebben met de uitputting van gisteren dan met de goed uitgeslapenheid van vandaag, maar de elektriciteit heeft merkbaar geknoeid met mijn geest.

De dag daarna ben ik in New York City in het kantoor van Steven Lamm, een arts die pleit voor het voorschrijven van Provigil voor patiënten met slaapstoornissen, aanhoudende vermoeidheid of jetlag. Ik zou het meer willen voorschrijven dan ik doe, zegt hij, maar omdat het alleen is goedgekeurd voor ernstige slaapstoornissen, dekt de verzekering de kosten van het medicijn voor veel van mijn patiënten niet. Lamm heeft Provigil zelf gebruikt als hij een jetlag heeft of slaaptekort heeft en scherp moet zijn. Het is ongezond om niet genoeg te slapen, zegt hij, maar soms kan het niet anders. Lamm controleert mijn bloeddruk en neemt een anamnese af, vertelt me ​​over het medicijn en schrijft een recept voor vijf tabletten van 200 milligram.

Modafinil is uitgebreid bestudeerd als een behandeling voor slaapstoornissen, maar gegevens over het vermogen tot cognitieve verbetering zijn schaars. In Cambridge, Engeland, zagen onderzoekers een piek in het kortetermijngeheugen en het planningsvermogen van mannelijke vrijwilligers die het medicijn namen. Andere onderzoekers zagen vermoeide proefpersonen die Provigil gebruikten alert blijven terwijl ze helikoptersimulators gebruikten; tests hebben ook aangetoond dat het medicijn de planning en het vermogen om lange reeksen getallen te onthouden kan verbeteren.

Ik slik een pil rond 14:00 uur, ongeveer hetzelfde tijdstip van de dag dat ik voor het eerst werd getest in het laboratorium van Eric Wassermann. Ik loop over Fifth Avenue in de felle lentezon en voel niets. Ik krijg een mobiel telefoontje en begin te praten, terwijl ik mijn gebruikelijke middagdutje voel. Later stap ik op een vlucht terug naar huis naar San Francisco, en ongeveer drie uur nadat ik de pil heb geslikt, val ik in slaap.

In San Francisco probeer ik Provigil om 8.00 uur nog een keer, samen met mijn gebruikelijke kopje koffie. Deze keer, na 15 of 20 minuten, voel ik een alertheid die cafeïne alleen me meestal niet geeft; het gevoel stabiliseert in de komende drie uur en lost op in een rustige maar constant opwaartse sensatie. Ik duik in het werk en voel me zeer efficiënt en helder. Een tijdje is de sensatie bijna te veel, alsof mijn hersenen zijn ingesteld om snel vooruit te spoelen en niet kunnen worden uitgeschakeld.

Die ochtend praat ik met Jeffry Vaught, hoofd onderzoek en ontwikkeling bij Cephalon. Hij vertelt me ​​dat de pil een licht stimulerend middel is en de slaap niet verhindert als mensen daar behoefte aan hebben. Voor mensen met narcolepsie, zegt hij, is de impact niet mild; het is levensveranderend. Vaught zegt dat het mechanisme achter het effect van Provigil niet goed wordt begrepen, maar wetenschappers weten welk deel van de hersenen het betreft. Het is een pad dat te maken heeft met wakker zijn, je wakker maken en je aandachtig houden, zegt Vaught. Deze route wordt geactiveerd door modafinil. Belangrijke stimulerende middelen zoals cafeïne en amfetaminen werken ook op dit deel van de hersenen in, maar ze activeren ook andere regio's, wat bijwerkingen veroorzaakt zoals kriebels, verlies van eetlust en dat gespannen gevoel.

Naarmate de dag vordert, begint mijn gestage up-ness vervelend te worden. Ik ben kalm, maar ik realiseer me dat wanneer ik schrijf zonder de drug, ik een ingewikkeld patroon ervaar van korte ups afgewisseld met milde downs, waarbij ik mijn hersenen laat rusten. Ik ben niet gewend aan deze uniforme farmaceutische lift.

Het duurt niet lang of we drinken misschien dranken die zijn doorspekt met modafinil en andere milde stimulerende middelen die minder bijwerkingen hebben dan koffie. Het is waarschijnlijk dat we ook zappers op de randen van onze hoeden zullen laten glijden en ze op zullen draaien als we ruim worden. Maar geen van deze hersenversterkers helpt me bijvoorbeeld om geavanceerde kwantummechanica te begrijpen of een symfonie als Mozart te schrijven. Ik zal nog wat langer moeten doormodderen om mezelf te zijn.

David Ewing Duncan is een Technologie beoordeling bijdragend redacteur. Zijn volgende boek is Experimentele man: een moleculaire autobiografie.

zich verstoppen