Cip implantat în creier. Cazul unei americance de 36 de ani aflată în pragul sinuciderii

Cip implantat în creier, o tehnică medicală nouă, care promite să vindece depresiile profunde prin modificarea activității celebrale cu ajutorul impulsurilor electrice.

Sarah, o americancă de 36 de ani, suferea de depresie profundă. De-a lungul anilor, a încercat întreaga gamă de antidepresive și de terapii și nimic n-a funcționat, așa că tânăra se afla în pragul sinuciderii.

Cip implantat în creier pentru tratarea depresiei

Însă medicii i-au vorbit despre o nouă posibilitate, la prima vedere contrariantă, de a-și recăpăta viața: un mic cip implantat în creier ce captează semnalele neuronale unice care-i codifică depresia. De îndată ce implantul detectează semnalele, trimite un scurt impuls electric și le îndepărtează, ca și cum ar bruia o transmisie digitală ostilă care a acaparat comunicările neuronale.

Astăzi, Sarah simte că-și controlează depresia. Gândurile suicidale i-au dispărut. „Pentru prima dată de multă vreme, sunt în stare să râd”, recunoaște ea, citată de BBC.

Cum funcționează un pacemaker pentru creier

Vindecarea lui Sarah e doar un exemplu. Însă semnalează o nouă eră a tehnologiei, care a stat la baza recuperării tinerei. Ea este primul caz în care s-a folosit un așa-numit „pacemaker de creier”, ce poate descifra și modifica starea psihică a unei persoane în funcție de configurația electrică unică a creierului.

Deși se știa că aceste implanturi au făcut miracole în alte domenii – de pildă, le-au permis unor oameni cu paralizie să meargă – recuperarea lui Sarah e una dintre cele mai puternice dovezi că un cip electronic amplasat într-un creier și alimentat de inteligența artificială poate schimba fundamental percepția asupra vieții. Practic, el poate citi și repara o „minte defectă”.

Cheia progresului în cazul lui Sarah e interfața creier-mașină. De mărimea unei cutii de chibrit, implantul stă în interiorul creierului, interceptând și decodificând semnalele electrice. Cu ajutorul acestor semnale, se pot controla alte părți ale creierului sau ale corpului. Implanturile cerebrale au dat oamenilor cu paralizie inferioară posibilitatea de a merge din nou. Au permis celor cu membre amputate să-și controleze mâinile robotice doar cu gândul. Le-au deschis accesul într-o lume de senzații, integrând feedback-ul de la membrele artificiale prin semnale transmise direct în creier.
Dar implantul lui Sarah este diferit.

Ce este deosebit în cazul lui Sarah

Senzația și mișcarea sunt, în general, controlate de circuite relativ bine definite în stratul exterior al creierului: cortexul. Emoția și starea de spirit sunt, de asemenea, produse ale semnalelor electrice, dar ele tind să rezulte din rețelele neuronale mai profunde, ascunse în centrul creierului. Modalitatea de-a atinge aceste circuite este numită stimularea cerebrală profundă (DBS), o metodă inventată în anii ’80, care a fost folosită pentru a trata boala Parkinson severă și epilepsia, în cazurile care nu răspund la medicație.

Implantul lui Sarah „ascultă” comunicarea dintre neuronii aflați adânc în creier, pentru a-i decoda starea de spirit.

Dar unde anume e localizată starea de spirit? Nu există nicio regiune a creierului care provocă depresie. Mai degrabă, emoțiile sunt reglementate de rețele complicate, împletite în mai multe zone ale creierului. În plus, fiecare dintre noi are conexiuni unice, personalizate.

Cu alte cuvinte, modul în care se impulsionează electric creierul unei persoane pentru a reduce depresia nu funcționează și în cazul altei persoane.

Metoda DBS a mai fost studiată pentru tratarea depresiei. Dar în ciuda a decenii de cercetare, nu este aprobată, din cauza rezultatelor inconsecvente. „Vinovatul”? Modelele electrice de stimulare utilizate în aceste studii au fost proiectate într-o singură mărime, sperând că se potrivește tuturor. Soluția trebuie să fie una mai personală.

Ce presupune inserarea unui cip în creier

Pentru acest lucru, echipa a implantat 10 electrozi în creierul lui Sarah, care au vizat mai multe regiuni ce codifică circuite legate de emoții. Pe parcursul a 10 zile, echipa a înregistrat apoi semnalele electrice din aceste regiuni, în timp ce Sarah a ținut un jurnal cu starea ei zilnică – fericită sau deprimată.

Echipa a investigat tiparele de activitate ale creierului care arătau ca o simfonie de semnale electrice pe frecvențe multiple, ca valurile unui ocean. Au observat, de pildă, un val ce provenea din amigdală, o regiune implicată în mod normal în frică, poftă și alte emoții puternice. Cartografierea bazată pe software a identificat acest punct ca un reper puternic pentru starea psihică proastă a lui Sarah. Echipa a implantat apoi un stimulator neural în partea potrivită a creierului.

Implantul, care monitorizează continuu activitatea neurală, a fost folosit anterior în tratamentele epilepsiei. Este programabil și poate fi instruit să detecteze modelele legate de episoadele depresive ale lui Sarah și să livreze impulsuri electrice scurte numai în acel moment, pentru că stimularea la întâmplare a amigdalei ar putea adânci depresia.

Operația pe creier n-a fost ușoară. Dar pentru Sarah, faptul că i s-au făcut mai multe găuri în craniu a fost mai puțin dificil decât durerea emoțională provocată de depresie. Când stimulatorul era pornit (și chiar și atunci când nu conștientiza acest lucru), Sarah era cuprinsă de un sentiment de fericire.

Stimulatoarele cerebrale ar putea trata boli dificile

Pentru moment, rezultatele sunt valabile doar pentru o singură persoană. Însă dacă vor da roade și în alte cazuri, savanții susțin că am putea ajunge în punctul în care să putem modifica fundamental starea emoțională a oamenilor și chiar percepția lor asupra vieții. Și acest lucru înseamnă o responsabilitate imensă: „amprenta” neurală a lui Sarah este unică și ea ar putea fi complet diferită la altcineva.

Însă acum avem certitudinea că este posibil să se regleze emoțiile unei persoane cu un implant cerebral bazat pe AI. Și dacă alte tulburări neurologice ar putea fi decodificate într-un mod similar, stimulatoarele cerebrale ar putea trata unele dintre cele mai dificile probleme mintale.

Revoluționarea operație, în cazul lui Sarah, a venit după o serie de tratamente „clasice” eșuate, inclusiv cu antidepresive și electroșocuri. „Epuizasem toate opțiunile de tratament posibile. Viața mea de zi cu zi devenise atât de limitată. Mă simțeam torturată în fiecare zi. Abia dacă mă mișcam sau făceam ceva”, a povestit tânăra.

Nici nu simte când se declanșează dispozitivul

Cutiuța, care conține bateria și generatorul de impulsuri, i-a fost fixată în os, sub scalp și sub păr. Procedura a durat o zi întreagă și a fost efectuată sub anestezie generală. Sarah spune însă că, atunci când s-a trezit, a simțit ce înseamnă bucuria. În câteva săptămâni, gândurile suicidare au dispărut. Un an mai târziu, Sarah este în continuare bine, fără efecte secundare. Nici nu simte când se declanșează dispozitivul.

„Dispozitivul mi-a ținut depresia la distanță, permițându-mi să mă întorc la ceea ce am mai bun în mine și să-mi reconstruiesc o viață care merită trăită”, a spus tânăra.