211service.com
Militaire fondsen Brain-Computer Interfaces om gevoelens te beheersen
Onderzoeker Jose Carmena heeft jarenlang makaken getraind om computercursors en robotledematen met hun geest te bewegen. Hij doet dit door elektroden in hun hersenen te implanteren om neurale activiteit te volgen. Nu, als onderdeel van een ingrijpend programma van $ 70 miljoen, gefinancierd door het Amerikaanse leger, heeft Carmena een nieuw doel: hersenimplantaten gebruiken om de emoties van geesteszieken te lezen en vervolgens te beheersen.
Hersenlezer : Een reeks micro-elektroden die op plastic zijn gedrukt, kan opnemen vanaf het oppervlak van de hersenen. Het is 6,5 millimeter aan een kant.
Deze week heeft de Defense Advanced Research Projects Agency, of DARPA, twee grote contracten gegund aan het Massachusetts General Hospital en de University of California, San Francisco, om elektrische hersenimplantaten te maken die zeven psychiatrische aandoeningen kunnen behandelen, waaronder verslaving, depressie en borderline-persoonlijkheidsstoornis.
Het project bouwt voort op het uitbreiden van kennis over hoe de hersenen werken; de ontwikkeling van micro-elektronische systemen die in het lichaam passen; en substantieel bewijs dat gedachten en acties kunnen worden veranderd met goed geplaatste elektrische impulsen naar de hersenen.
Stel je voor dat ik verslaafd ben aan alcohol en een verlangen heb, zegt Carmena, een professor aan de University of California, Berkeley, en betrokken bij het door de UCSF geleide project. We zouden dat gevoel kunnen detecteren en vervolgens in de hersenen stimuleren om te voorkomen dat het gebeurt.
De VS wordt geconfronteerd met een epidemie van psychische aandoeningen onder veteranen, waaronder het aantal zelfmoorden dat drie of vier keer zo hoog is als dat van het grote publiek. Maar medicijnen en gesprekstherapie zijn van beperkt nut, daarom wendt het leger zich tot neurologische apparaten, zegt Justin Sanchez, manager van het DARPA-programma, bekend als Subnets, voor Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies.
We willen de hersennetwerken [bij] neuropsychiatrische ziekten begrijpen, technologie ontwikkelen om ze te meten en vervolgens nauwkeurige signalering naar de hersenen doen, zegt Sanchez. Het is iets heel anders en nieuw. Deze apparaten bestaan nog niet.
Volgens de contracten, die tot nu toe de grootste onderscheidingen zijn ter ondersteuning van het BRAIN-initiatief van president Obama, het brain mapping-programma dat vorig jaar door het Witte Huis werd gelanceerd, zal UCSF maar liefst $ 26 miljoen ontvangen en Mass General tot $ 30 miljoen. Bedrijven, waaronder de medische apparatengigant Medtronic en startup Cortera Neurotechnologieën , een spin-out van het draadloze laboratorium van UC Berkeley, zal de technologie leveren voor de inspanning. Het eerste onderzoek zal plaatsvinden bij dieren, maar DARPA hoopt binnen twee of drie jaar menselijke tests te bereiken.
Het onderzoek bouwt voort op een kleine maar snelgroeiende markt voor apparaten die werken door zenuwen te stimuleren, zowel binnen als buiten de hersenen. Meer dan 110.000 Parkinsonpatiënten hebben diepe hersenstimulatoren gekregen van Medtronic die lichaamstrillingen onder controle houden door elektrische pulsen naar de hersenen te sturen. Meer recentelijk hebben artsen dergelijke stimulatoren gebruikt om ernstige gevallen van obsessief-compulsieve stoornis te behandelen (zie Hersenimplantaten kunnen verkeerde circuits resetten). Afgelopen november keurde de Amerikaanse Food & Drug Administration NeuroPace goed, het eerste implantaat dat zowel de hersenen registreert als stimuleert (zie Zappende aanvallen weg). Het wordt gebruikt om te letten op epileptische aanvallen en deze vervolgens te stoppen met elektrische pulsen. Volgens schattingen van de industrie rekenen Amerikaanse artsen in totaal voor ongeveer $ 2,6 miljard aan neurale stimulatie-apparaten per jaar.
Onderzoekers zeggen dat ze snelle verbeteringen aanbrengen in elektronica, inclusief kleine, implanteerbare computers. In het kader van zijn programma zal Mass General samenwerken met Draper Laboratories in Cambridge, Massachusetts, om nieuwe soorten stimulatoren te ontwikkelen. Het UCSF-team wordt ondersteund door micro-elektronica en draadloze onderzoekers van UC Berkeley, die verschillende prototypes van geminiaturiseerde hersenimplantaten hebben gemaakt. Michel Maharbiz, een professor op de afdeling elektrotechniek van Berkeley, zegt dat het Obama-breininitiatief, en nu het DARPA-geld, een voedingswaanzin rond nieuwe technologie heeft veroorzaakt. Het is een geweldige tijd om technologie voor de hersenen te doen, zegt hij.
De nieuwe onderzoekslijn wordt door sommigen affectieve hersen-computerinterfaces genoemd, wat betekent dat elektronische apparaten de gevoelens veranderen, misschien onder directe controle van de gedachten en wensen van een patiënt. Eigenlijk proberen we de volgende generatie psychiatrische hersenstimulatoren te bouwen, zegt Alik Widge, een onderzoeker van het Mass General-team.
Darin Dougherty, een psychiater die de afdeling neurotherapeutica van Mass General leidt, zegt dat een van de doelen zou kunnen zijn om de angst bij veteranen met een posttraumatische stressstoornis of PTSS te doven. Angst wordt gegenereerd in de amygdala - een deel van de hersenen dat betrokken is bij emotionele herinneringen. Maar het kan worden onderdrukt door signalen in een ander gebied, de ventromediale prefrontale cortex. Het idee zou zijn om een signaal in de amygdala te decoderen dat overactiviteit vertoont, en dan ergens anders te stimuleren om die angst [te onderdrukken], zegt Dougherty.
Dergelijk onderzoek is niet zonder onheilspellende ondertoon. In de jaren zeventig toonde de neurowetenschapper Jose Delgado van de Yale University aan dat hij mensen emoties kon laten voelen, zoals ontspanning of angst, met behulp van implantaten die hij stimoceivers noemde. Maar Delgado, ook gefinancierd door het leger, verliet de VS na hoorzittingen in het Congres waarin hij werd beschuldigd van het ontwikkelen van totalitaire mind-control apparaten . Volgens wetenschappers gefinancierd door DARPA, was het bureau bezorgd over hoe het Subnets-programma zou kunnen worden gezien, en heeft het een ethisch panel aangesteld om toezicht te houden op het onderzoek.
Psychiatrische implantaten zouden in feite bepalen hoe geesteszieke mensen handelen, hoewel in veel gevallen indirect, door hun gevoelens te veranderen. Een stimulator die het verlangen naar cocaïne stopt, zou bijvoorbeeld het gedrag van een verslaafde veranderen. Het is om te veranderen wat mensen voelen en om te veranderen wat ze doen. Die zijn nauw met elkaar verbonden, zegt Dougherty.
Dougherty zegt dat een hersenimplantaat alleen zou worden overwogen voor patiënten die echt verzwakt zijn door een psychische aandoening en die niet geholpen kunnen worden met medicijnen en psychotherapie. Dit zal nooit een eerstelijnsoptie zijn: 'Oh, je hebt PTSS, laten we een operatie doen', zegt Dougherty. Het zal voor mensen zijn die niet reageren op de andere behandelingen.