Maryam Shanechi, die Andreas und Erna Viterbi-Frühen Karriere-Stuhl und assistant professor für elektrische und computer engineering, versucht, etwas zu tun, was noch nie vorher gemacht: Behandlung von neuropsychiatrischen Störungen mittels brain-machine-interfaces (BMIs). Diese Arbeit, in Teil, nur landete Sie auf Science News magazine ‘ s Top-Ten-Wissenschaftler zu Beobachten. In Ihrer Perspektive Artikel in der vergangenen Woche veröffentlichten in Nature Neuroscience, Shanechi legt aus wie Sie will, diese Herausforderung zu lösen.
BMI bietet einen direkten Weg, um das Gehirn zu übersetzen Gehirn Signale in Aktionen. Sie wurden bereits in klinischen Studien zur Wiederherstellung von verlorenen motorischen Funktion bei Menschen mit Lähmungen. Aber, falls Sie es nicht wissen, unser Gehirn nicht nur die Kontrolle unserer Bewegung. Sie regulieren unsere Gedanken und Emotionen. Unten Shanechi beantwortet einige Fragen über Ihre Arbeit und was die Zukunft für unser Verständnis und Behandlung von psychischen Störungen.
Du bist nicht die erste person, die die Arbeit mit BMIs. Was macht Ihre Forschung so unterschiedlich?
Wir entwickeln die erste generation von BMIs, dass wiederherstellen können emotionale Funktion bei Menschen mit neuropsychiatrischen Erkrankungen wie depression, Angst und mehr. Diese neuen BMIs Ziel, zur Lösung der schwierigen problem der Regulierung der abnormale neuronale Aktivitätsmuster zugrunde liegen, dass emotionale Dysfunktion bei diesen Erkrankungen. In anderen Worten, wir Zielen auf die Wiederherstellung gesunde emotionale Funktion, um unsere Patienten in Fällen, in denen das Medikament oder die Therapie nicht.
Warum ist die Aufnahme und das Verständnis so etwas wie Stimmung oder emotion, die so schwer?
Ich glaube nicht, dass ich die erste sein, Ihnen zu sagen, die Gefühle sind Komplex. Einfach die Beobachtung jemand das Verhalten ist nicht immer ein großer Indikator für das, was Sie sind Gefühl im inneren. Wir haben also zunächst die Suche nach einer zuverlässigen Art und Weise der Beurteilung, wie sich die Stimmung ändert sich in der Zeit, das ist sehr schwierig. Wenn wir zum Beispiel einen Fragebogen, wir können nur geben dem Patienten ein paar mal pro Tag am meisten. Zu verstehen, wie jemand die Stimmung ist vertreten in der Hirnaktivität ist sogar noch schwieriger, weil die Stimmung Staaten mit mehreren verteilten Hirnregionen, und es ist nicht immer klar, wie diese Regionen koordinieren Ihre Aktivität zu repräsentieren Stimmung. Also, es gibt eine Menge von Rechen-und machine-learning-Herausforderungen, die wir lösen müssen, um zu verstehen, wie die Stimmung ist vertreten in der Aktivität dieser Hirnregionen.
Schließlich, auch WENN wir verstehen, wie die Stimmung oder Emotionen dargestellt werden, in das Gehirn, und selbst WENN wir perfekt auf Sie entschlüsseln von Gehirn-Signalen, wir sind noch nicht fertig. Müssen wir noch lösen ein weiteres schwieriges problem: wie können wir diese Hirn verteilt Signale mit elektrischer stimulation zu regulieren und die abnorme affektive Symptome, die Sie repräsentieren? Dies ist eine weitgehend ungelöste ständige Herausforderung, der wir konzentrieren uns auf die Lösung in meinem Labor.
Welches Potenzial bietet diese halten für die Zukunft, nicht nur psychische Gesundheit, sondern um Verständnis unsere Gehirne als ganzes?
Neuropsychiatrische Störungen sind eine der Hauptursachen für Behinderung weltweit mit depressiven Störungen wird die Deaktivierung unter Ihnen. Etwa 30% der major-depression-Patienten sind Behandlung-beständig—das sind etwa 5 Millionen Menschen allein in den USA. Eine alternative Therapie in form einer BMI, die selektiv auf Gehirn Signale, die die Ursache von emotionalen Dysfunktionen können revolutionieren die Behandlung für neuropsychiatrische Erkrankungen.
Aber BMIs sind nicht nur ein Werkzeug zur Heilung psychischer Störungen, Sie sind ein Werkzeug für die Entdeckung über die Allgemeine psychische Gesundheit. BMI kann uns helfen, besser zu verstehen, die neuronalen Mechanismen der Emotionsregulation (wie wir starten, stoppen, oder ändern Sie die Flugbahn unserer Emotionen). Ein Weg dies zu tun ist, um Teilnehmer in der Emotionsregulation während wir überwachen Ihr Gehirn Signale zu studieren, diese grundlegenden Fragen.
Mit einem BMI, der im zusammenspiel mit dem Gehirn klingt vielleicht ein wenig beängstigend für einige Menschen. Was tun Sie, um die Adresse zu moralischen Fragen, die entstehen könnten, aus dieser Art von Arbeit?
Zunächst konstruieren wir diese BMIs als alternative Therapie nur für Patienten mit sehr schweren Fällen von depression und Angst, die nicht reagieren auf jede andere Therapie. Zweitens, natürlich, die ethischen überlegungen, die für den menschlichen BMI sind außergewöhnlich und sollte eng geführt von neuro-Ethiker. Aber Ingenieure haben eine Rolle zu spielen. Ingenieure aller Fachrichtungen werden, die Entwicklung aller Arten von tools, die grundlegend verändern die Gesellschaft und die Welt als ganzes. Es ist wichtig für uns alle, um unsere Arbeit, die wir tun, zum Wohle der Menschen, aus ethischer Perspektive.
BMI Studien beim Menschen sind nicht anders und sollte durchgeführt werden, mit strengen Auswahlkriterien. Es gibt bereits strenge ethische Normen für Epilepsie-Patienten, und dies könnte ein guter Ausgangspunkt für den Umgang mit zukünftigen Studien auf das menschliche Gehirn. Wie vor kurzem erklärt, von Yuste und Kollegen, BMI “zu achten und zu bewahren, die Privatsphäre der Personen, Identität, Entscheidungsfreiheit und Gleichheit.” Ich mich auf Ihre Arbeit in meinem Papier.
Was ist der nächste Schritt in Ihrer Forschung?
