Baby-Boomer müssen sich freuen zu sehen, dass Wissenschaftler so viele verschiedene Wege beschreiten, um nicht nur das Geheimnis der Funktionsweise unseres Gehirns zu lüften, sondern auch nach verlorenen Erinnerungen Ausschau zu halten. Beispielsweise berichtete ein Forscherteam der Yale University School of Medicine vor einigen Wochen, dass ein Medikament, das als Krebsbehandlung nicht sehr wirksam gewesen war, dazu beigetragen hat, die Erinnerungen von Mäusen mit Alzheimer-Krankheit wiederherzustellen. Und im vergangenen Monat gaben Wissenschaftler in Australien bekannt, dass Mäuse mit Alzheimer-Krankheit, deren Gehirn mit Ultraschallwellen gescannt wurde, drei verschiedene Gedächtnistests genauso gut durchführten wie gesunde Mäuse.
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Die faszinierendste Erforschung des Rätsels der Erinnerung findet jedoch möglicherweise an der University of Pennsylvania statt. Dort untersucht ein Team unter der Leitung des Neurowissenschaftlers Michael Kahana, ob Implantate im Gehirn es sanft schocken können, um Erinnerungen zu speichern und wiederherzustellen.
Es geht nur um Verbindungen
Die Studie wird von DARPA, der Forschungsabteilung des Verteidigungsministeriums, finanziert, um Opfern traumatischer Hirnverletzungen (TBI) dabei zu helfen, den Prozess der Gedächtnisbildung neu zu lernen. Dies ist für das Pentagon zu einem kritischen Thema geworden. Schätzungen zufolge leiden seit 2000 mehr als 300.000 Servicemitglieder an Tuberkulose.
DARPA plant, bis 2018 mehr als 40 Millionen US-Dollar in die Erforschung von Gehirnimplantaten zu investieren - mehr als 22 Millionen US-Dollar davon fließen in das Penn-Projekt. Dieser Ansatz unterscheidet sich von der konventionellen Bildgebung des Gehirns dadurch, dass Experimente durchgeführt werden, während die neuronalen Schaltkreise des Gehirns in Echtzeit verfolgt werden.
Beispielsweise könnten Forscher die elektrische Aktivität im Gehirn einer Person beobachten, während sie ein Gedächtnisspiel spielt, und im Idealfall Biomarker identifizieren, wenn Erinnerungen gebildet oder abgerufen werden. Dann wäre es das Ziel, mit geringen Dosen Elektrizität das Gedächtnismuster zu stimulieren, das für diese Person am effektivsten war.
Kahana und sein Team haben mit Epilepsiepatienten zusammengearbeitet, denen vorübergehend ein Elektrodennetz unter den Schädeln implantiert wurde. Die Elektroden erfassen die Gehirnaktivitätswerte, anhand derer Ärzte berechnen können, woher die Anfälle in ihrem Gehirn stammen. Eine Reihe von Patienten wurde gefragt, ob sie bereit wären, eine Reihe von Memory-Spielen auf einem Laptop zu spielen, während sie die Elektroden trugen.
Während die Patienten spielten und Erinnerungen Gestalt annahmen, zeichneten die Forscher das Feuern von Tausenden ihrer Neuronen auf, mit dem Ziel, elektrische Signale zu finden, die einem bestimmten Erinnerungsverhalten entsprachen. Kurz gesagt, die Wissenschaftler wollen durch die Analyse der elektrischen Impulse eines Gehirns abbilden, wie diese Person Erinnerungen formt und wiederherstellt.
Ein großer Sprung
Dies ist jedoch nur die erste Phase des Projekts. Die zweite Hälfte würde sich auf die Entwicklung eines Implantats konzentrieren, das die ständige Funktionsweise des Gehirns verfolgt. Wenn bestimmte neuronale Signale nicht auf dem besten Niveau sind, um Erinnerungen zu verarbeiten, würden die entsprechenden Neuronen mit elektrischen Impulsen auf niedrigem Niveau stimuliert. Das Gerät verhält sich wie eine Art Speicherthermostat, der die Impulse anpasst, um sicherzustellen, dass das Gehirn diesen Teil seiner Arbeit effektiv erledigt.
Das hört sich faszinierend an, aber wie bei den meisten Forschungen, bei denen es um das Gehirn geht, ist nichts sicher. Die meisten Neurochirurgen werden Ihnen sagen, dass für alle durchgeführten Operationen, alle untersuchten Scans, alle analysierten Verhaltensweisen noch viel über die Gehirnfunktionen zu lernen ist und was passieren könnte, wenn Sie anfangen, mit neuronalen Funktionen zu experimentieren Verbindungen in ihm.
Wird die Stimulation verschiedener Neuronen mit elektrischen Geräten tatsächlich die Funktionsweise des Gehirns nachahmen? Bedeutet das, was Wissenschaftlern als Muster erscheint, wirklich etwas in der Sprache des Gehirns? Könnte die Einführung einer solchen künstlichen Stimulation mehr schaden als nützen?
Das klassische Beispiel für unvorhergesehene Folgen einer Gehirnveränderung ist Henry Molaison, der unter Generationen von Psychologiestudenten besser als „HM“ bekannt ist. Seit einem Fahrradunfall in seiner Kindheit erlitt Molaison so schwere epileptische Anfälle, dass hohe Medikamentendosen ihm nicht mehr halfen. Sein Arzt kam zu dem Schluss, dass die beste verbleibende Behandlung darin bestand, einen Teil seines Gehirns zu entfernen.
Im August 1953, als Molaison 27 Jahre alt war, schnitt ein Chirurg den größten Teil seines Hippocampus aus. Die Operation brachte seine Epilepsie in den Griff, aber wie eine Reihe von Experimenten später zeigte, war Molaison nicht in der Lage, neue Erinnerungen zu erzeugen. Für den Rest dieses Lebens - er starb 2008 - lebte Molaison in der Gegenwart. Seine Geschichte lieferte großartige Einblicke in die Funktionsweise des menschlichen Gedächtnisses, insbesondere in die Rolle des Hippocampus. Es brachte auch den Ärzten bei, diese Operation nie wieder durchzuführen.
Kahana und sein Team gehen vorsichtig vor. Sie möchten so viel wie möglich über die Mechanik des Gedächtnisses wissen, bevor sie damit beginnen, Geräte in das Gehirn der Menschen zu implantieren und Neuronen mit Strom zu versorgen. Sie hoffen, dass gut platzierte Impulse einen fehlerhaften Speicherprozess neu ausrichten können, aber sie sind auch realistisch.
Wie Kahana dem MIT Technology Review sagte : „Wir möchten, dass das Gehirn ein bestimmtes Muster elektrischer Aktivität aufweist. Es ist ein großer Sprung zu sagen, dass wir es irgendwie in diesen Zustand bringen können, indem wir es ein wenig vorantreiben. "
