SMART OCH FRISK MED STRÖM I HJÄRNAN

 

 

 

 

Neuroenhancement kallas det. Förbättring av centrala nervsystemet. Att påverka hjärnan med hjälp av ström är en mycket gammal teknik, men nu går forskningen in i ett nytt skede.

Den degenerativa sjukdomen Parkinsons har brutit ner delar av mannens hjärna och slagit ut motoriken. Han skakar så att han knappt kan hålla i pennan, än mindre skriva. Men så pressar mannen sin ristande hand mot sitt bröst. Inom någon sekund har skakningarna upphört och mannen skriver utan problem sitt namn, snyggt och prydligt.


Deep brain stimulation eller DBS kan i vissa vara en mycket effektiv behandlingsmetod vid bland annat just Parkinsons sjukdom. Djupt inne i mannens hjärna har kirurger opererat in små elektroder som ger ifrån sig en svag elektrisk puls. När de kringliggande hjärncellerna stimuleras sker en sorts omstrukturering av aktiviteten som gör att skakningarna upphör. Funktionen i elektroderna styr patienten själv via en liten strömbrytare under huden vid nyckelbenet. DBS är en av många tekniker som bygger på att påverka, korrigera eller förändra hjärnans sätt att fungera med hjälp av magnetism eller svag elektrisk spänning.

Neuroenhancement är att använda neurovetenskapligt baserade tekniker för en direkt interaktion med hjärnan. Att med teknikens hjälp kommunicera med nervsystemet.
Genom att utsätta delar av hjärnan för elektriska impulser eller magnetism går det att uppnå effekter på motorik, humör, mentala tillstånd, kognition, smärtupplevelser, inlärningsförmåga och uppmärksamhet, tror man idag.

Karim Jebari är doktor i filosof på Institutet för framtidsstudier och forskar om bland annat om neuroenhancement.  
– Vill du ha en effekt på en specifik plats i hjärnan så är det betydligt lättare att använda sig av elektroder och instrument som genererar elektricitet eller magnetism än att använda mediciner eller preparat. Elektroniken kan du rikta mot en exakt punkt, medan medicinska preparat påverkar hela kroppen, säger han.

Just DBS är en invasiv metod, det innebär att den kräver en operation och att elektroderna placeras inuti skallen. Sedan början av 2000-talet är det här en fullt accepterad behandling av långt gången Parkinsons. Metoden testas även vid tvångsbeteenden, Tourettes syndrom och extremt svårbehandlade depressioner där varken mediciner eller andra terapier hjälpt.

– Med den invasiva tekniken är det möjligt att isolera stimulin till mycket små områden. Men att föra in främmande föremål i hjärnan innebär också en stor risk och inom en överskådlig framtid kommer den här metoden att vara reserverad för människor med mycket svåra sjukdomar där operation verkligen är sista utvägen, säger Karim Jebari.

Då är det enklare när elektroderna kan placeras utanpå huvudet och plockas bort efter behandlingen utan att lämna spår efter sig. Som vid transcranial direct current stimulationtDCS. Här utsätts delar av hjärnan för svag spänning, något som enligt vissa studier förbättrar bland annat kognition eftersom det får nervcellerna att kommunicera snabbare med varandra.

En annan metod som väcker allt större intresse är transcranial magnet stimulation, TMS, som kan användas för att behandla bland annat depression. En elektromagnetisk spole placeras mot huvudet intill pannan. Magnetismen inducerar elektriska impulser och stimulerar på så sätt områden i hjärnan som varit underaktiva vid depressionen och får dem att skutta igång. Tekniken tycks också påverka minne, koncentration och förhöja kognitiva förmågor. Även om metoden inte är särskilt utbredd så pågår forskning för att fördjupa kunskapen.

— En av de riktigt stora fördelarna med neuroenhancement är att tekniken också förbättrar våra möjligheter att förstå mer om hur hjärnan fungerar, säger Karin Jebari.

Tekniken fungerar som ett sorts gränssnitt mellan hjärnan och omgivningen. För på samma sätt som en elektrod kan sända ström till nervceller så kan samma typ av teknik också användas för att läsa av vad händer i hjärnan.

Signalerna som sänds till hjärnan låter oss styra och påverka specifika delar utan att behöva gå via andra system i kroppen. När elektroderna används för att plocka upp signaler går informationen direkt in i en dator utan att utan att passera det perifera nervsystemet. I kombination med olika hjärnavbildningstekniker som fMRI eller PET är det möjligt att studera hjärnans olika processer med minimalt brus.

Tanken om att påverka hjärnan med elektricitet är inte ny. Under antiken användes ibland elektrisk spänning för att behandla huvudvärk genom att man höll ett exemplar an den elektriska fisken darrocka mot pannan. De små stötarna ansågs motverka smärtan. Andra metoder med samma syfte var att arbeta upp statisk elektricitet i olika föremål, bland annat bärnsten, och hålla dem mot huvudet så att de laddade ur. I ljuset av dagens kunskap om hjärnan framstår de här metoderna faktist som helt rimliga.

På 1700-talet började naturvetare förstå hur man skulle kunna skapa och lagra elektricitet. Den uppseendeväckande Leidenburken kunde generera statisk elektricitet och när den sedan laddade ur uppstod dramatiska blixtar. Populär underhållning på teatrar och i salonger, men fanns det något praktiskt användningsområden. Ja, kanske inom medicinen? En av de fösta uppteckningarna av elektroterapi gjordes år 1744 av läkaren och ingenjören Christian Kratzenstein som sade sig ha botat en kvinna som inte kunde räta ut sitt finger genom att ge henne små stötar.  Den unge naturvetaren spådde också att tekniken i framtiden även skulle kunna användas på olika mentala åkommor så som ångest.

Men det var först i början på 1800-talet som man rent vetenskapligt kunde slå fast att elektricitet är inblandad i hjärnans processer. Italienaren Giovanni Aldini experimenterade på kroppar efter nyligen avrättade fångar. Han blottade hjärnan och utsatte den för elektriska impulser och kunde konstatera att kroppen reagerade på spänningen.

I början av 70-talet publicerade dataforskaren Jaques Vidal sina banbrytande studier, där han med hjälp av EEG hade kartlagt de signaler som hjärnan sänder ut. Hjärnvågornas olika frekvenser visade sig representera hjärnans olika tillstånd. I artikeln Toward direct brain-computer communication i Annual review of biophysics and bioengineering spekulerade Vidal om hur kunskapen i framtiden skulle kunna användas för att med hjälp av tanken styra externa föremål, kanske proteser eller till och med rymdskepp.

I dag sysslar flera forskningsinstitut runt om i världen med att utveckla invasiv teknik som ska kunna hjälpa helkroppsförlamade personer att styra teknik, datorer och till och med robotar med hjälp av tanken.

I ett antal enskilda fall har människor fått chansen att pröva tekniken. Men forskningen är ännu i sin linda. Den invasiva tekniken är klumpig och fungerar än så länge endast i laboratoriemiljö. Forskningsresultaten ger dock hopp om framtiden för människor med exempelvis svåra skador på ryggmärgen. I djurförsök har forskare till och med lyckats få råttor att kommunicera med varandra genom att koppla ihop deras hjärnor med elektroder.

Det är här någonstans alltsammans börjar kännas som science fiction.
Möjligheten att styra teknik utanför kroppen eller att kommunicera med omvärlden utan att gå via kroppens sinnesorgan, att förlänga hjärnans signaler och aktivitet ut i rummet, till en sorts ställföreträdande kropp leder inte helt osökt tanken till filmer som Matrix (1999) där människors medvetande är förlagt till en sorts artificiell värld medan kroppen ligger i dvala.

Och neuroenhancement är inte ett oproblematiskt område. I alla tider har människan arbetat mot sina biologiska begränsningar och utvecklat tekniker som ska förbättra kropp och tanke. Spjutet är en förlängda arm liksom skriften i någon mån kan ses som hjärnans externa minnesbank.

Men tänk dig att du kommer ihåg allt du läser. Att du klarar dig på tre timmars sömn. Eller att du kan påverka hur andra tänker för att era hjärnor är sammankopplade.
Nyligen startade två stora projekt vars långsiktiga syfte är att utveckla befintliga och nya tekniker för att förstärka våra hjärnors kapacitet.

BNCI Horizon 2020: The future of brain/neural computer interaction drivs av EU-kommissionen i syfte att skapa bättre förutsättningar för forskning inom området människa/datorgränssnitt och neuroenhancement. Och på den amerikanska regeringens militära forskningsinstitut DARPA drivs programmet Restoring active memory vars slutgiltiga mål är att ta fram en teknik som är invasiv men helt trådlös och som kan användas kliniskt för att påverka och förbättra framförallt hjärnans minnesfunktioner. Hittills har forskare genomfört försök på möss där man med hjälp av en ny sorts implantat förbättrade mössens förmåga att koda in nya minnen.

Gränssnitt mellan hjärna och dator och neuroenhancement ses som ett av de allra viktigaste forskningsområdena för hälso- och sjukvården. Ett uttalat syfte för EU-kommissionens projekt är att även stödja utvecklingen av tillämpningar inom industri, livsstilsprodukter, spel och nöje med mera. Det skulle exempelvis kunna röra sig om att utveckla produkter som kan användas av helt friska personer som vill kartlägga den egna hjärnaktiviteten som en sätt att hålla koll på hälsan eller underlag för prestationshöjande insatser. Det kan röra sig om dataspel som styrs med elektroder på skallen i stället för med vanliga kontroller eller kanske industrirobotar kopplade direkt till maskinistens nervsystem så att roboten blir en förlängning av den mänskliga kroppen.

På den amerikanska militärens forskningsenhet DARPA är intresset för neuroenhancement mycket stort. Ett av myndighetens övergripande mål är att skapa effektivare soldater som helt enkelt blir bättre både på att döda och på att överleva. DARPA har drivit flera andra projekt där man forskat kring metoder att ta fram supersoldater med extrema kognitiva, fysiska och mentala förmågor med hjälp av bland annat neuroenhancement.

Än så länge tycks resultaten ha uteblivit, men flera forskare menar att inom ett par decennier kommer vi att se resultaten av den här forskningen i vår omedelbara vardag.

Den forskning som sker inom vården, den som ska hjälpa sjuka eller skadade personer till en bättre tillvaro ifrågasätts sällan. Men var händer när samma teknik används för andra syften? När forskningen syftar till att förhöja och förbättra snarare än vård och behandling?

På Karolinska institutet arbetar Niels Lynöe, läkare och professor i medicinsk etik. Han tycker inte att vi behöver oroa oss över neuroenhancement.
– All teknik, även om den är utvecklad med de godaste intentioner kan användas till dåliga saker. Exempelvis används medicinsk kunskap vid tortyr, säger han. På det sätt skiljer sig inte neuroenhancement från annan medicinsk forskning. I stället handlar det om vilka riktlinjer och lagstiftningar vården har att följa.

I dag är invasiva tekniker så pass riskfyllda att nyttan sällan överväger riskerna.
– Vissa sjukdomar är så allvarliga att patienter och läkare är beredda att ta stora risker, säger Niels Lynöe. Men i övrigt kan jag inte se att invasiva implantat kommer att användas i någon större utsträckning, inte just nu i alla fall.

Å andra sidan, resonerar Niels Lynöe vidare, så är det ju faktiskt tillåtet för människor att ta livsfarliga risker, vilket de också gör. Det är ingen som hindrar den som vill bestiga Mont Everest, röka eller utöva fridykning.
– Och om vi accepterar det så kanske vi också borde acceptera att människor tar stora risker för att förbättra sin hjärna, även om det inte sker i sjukvårdens regi. Det är ett annat sätt att se på det.

Karin Jebari ser inte heller några överhängande och omedelbara problem med tekniken.
– Forskare och pressen tenderar att framhäva de science fiction-artade aspekterna av den här tekniken för att få det att verka spektakulärt, exempelvis att elektroder skulle kunna används för att läsa människors tanker.

I dag finns hjärnavbildnigstekniker som är så precisa att det är möjligt att säga om försökspersonen tänker på en blomma eller en katt. Men det är mycket långt mellan forskarnas laboratorier och den vanliga tillvaron.
Flera försök har gjorts att lansera exempelvis dataspel som kan styras exempelvis med hjälp av elektroder kopplade till pannan. Men succén har uteblivit.

– Den teknik vi har i dag är alldeles för dålig för att användas till konsumentprodukter, säger Karim Jebari. Prylarna fungerar illa och ingen vill köpa dem.

Men någon gång inom de närmaste decennierna kommer åtminstone neuroenhancement placerad utanpå skallen att bli mer tillgänglig för människor i allmänhet. Vad kan vi förvänta oss då?
— Kanske kommer vi då att se att den används till någon form av augmented reality, eller att den används för att påverka hjärnan exempelvis när vi går på bio så att upplevelser av filmen blir häftigare eller mer påtagliga, säger Karim Jebari.

Andra tänkbara scenarier är att använd transcranial direct current stimulation inom utbildning, exempelvis för att förbättra språkinlärning eller öka koncentrationen och minnet hos studenter.

Men det väcker också farhågor för att tekniken skulle kunna missbrukas.
— När det gäller neuroenhancement så måste vi ju vara helt säkra på att vi inte utsätts för annan påverkan än just den vi valt eller betalt för.

Men om vissa människor i framtiden har tillgång till neuroenhancement som förbättrar kognitiva förmågor, gör dem smartare och mer snabbtänkta, kan det inte bli en rättvisefråga?
– Det är först om tio eller tjugo år som neuroenhancement blir så pass bra att den sprids utanför sjukvården och beräkningar visar att vid det laget är världsekonomin så pass förändrad att stora delar av jordens befolkning skulle ha råd med en sådan teknik, säger Karim Jebari.

Hur som helst utmanar neuroenhancement våra föreställningar om gränsen mellan frisk och sjuk, om skillnaden mellan bot och förbättring, mellan människa och maskin.
 
Niels Lynöe pratar om neuropsykiatriska diagnoser som högfungerande autism eller adhd där gränslandet mellan friskt och sjukt, normalt och onormalt många gånger är flytande.
– Tänk dig en individ som är lite socialt kantig, som inte riktigt beter sig som förväntat, men vars udda personlighetsdrag kan medicineras bort för att på så sätt göra livet lite enklare. Är det då bot eller förbättring? frågar han sig. I dag finns inga riktlinjer som vi kan följa.

För ett par år sedan gjorde Niels Lynöe en mindre undersökning bland läkare om inställningen till neuroenhancement. Han frågade dem vilken typ av ”artificiell enhancement” de ansåg vara minst berättigad; förbättrad social förmåga, förhöjd intelligens eller ökad lycka. Undersökning visade att de flesta accepterade artificiella metoder att förbättra både intelligens och social förmåga.
– Men att förbättra lyckan ansågs däremot inte som lika acceptabelt, berättar Niels Lynöe. Lyckan tycks ställa högre krav på autenticitet än andra känslor. Varför vet jag inte.
– Men, avslutar han. Utöver medicinsk teknik finns en hel del andra tekniker som vi i dag vet påverkar allt från lycka till koncentrationsförmåga positivt och som ger få, om inga biverkningar. Tekniker som är tillåtna och helt okontroversiella så som mindfulness, meditation och löpträning är bra och effektiva sätt att förbättra flera av hjärnans funktioner.


FAKTA

DBS
Deep brain stimulation, DBS, är en permanent elektrostimulering av hjärnan med hjälp av invasiva elektroder. Används ofta vid behandling av Parkinsons sjukdom. Framgångsrika försök pågår även med patienter med behandlingsresistent depression (20 procent upplever påtagliga förbättringar) Tourettes syndrom och tvångssyndrom.

tDCS
Transcranial direct current stimulation, tDCS, är en så kallad icke-invasiv metod där elektroderna är placerade utanpå skallen. En svag elektrisk ström används för att stimulera delar av hjärnan och öka eller minska nervcellernas aktivitet. En positiv elektrod och en negativ elektrod kopplade till ett batteri placeras på huvudet, så att ström kan ledas mellan dem. Metoden är inte godkänd som behandling men forskning om behandling vid exempelvis depression, stroke, parkinson och alzheimer pågår.

TMS
Vid transcranial magnet stimulation, TMS, hålls en elektromagnet mot huvudet och inducerar därmed elektrisk spänning lokalt i hjärnan. Beroende på vilken del av hjärnan som stimuleras uppnås olika effekter. Metoden används för övervakning av hjärnan vid kirurgi. Som behandling vid exempelvis depression ses TMS i dag som en experimentell behandling och erbjuds på några få ställen. Än finns det inte tillräckligt med forskning för att fastslå hur passa effektiv behandlingen är.

EEG
Elektroencefalografi är en metod för att registrera hjärnbarkens spontana elektriska aktivitet med hjälp av elektroder som klistras i ett rutmönster som täcker skalpen. Den grafiska representationen av undersökningsresultatet är ett elektroencefalogram. När man tolkar EEG tittar man på de olika typerna av hjärnvågor. De brukar delas in i gamma, beta, alfa, theta och deltavågor som alla representerar hjärnans olika tillstånd av vakenhet, aktivitet och vila.



 

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

Sök efter taggar
Följ oss
  • Twitter Social Ikon
  • Facebook Social Icon