Geheugenchips voor je hersenen: sciencefiction?
In dit artikel bespreken we of geheugenchips voor je hersenen sciencefiction zijn. Soms is wetenschap beter dan sciencefiction. Professionals van de University of South Carolina en Wake Forest University presenteerden onlangs de wereld een onderzoek dat de afgelopen tien jaar is uitgevoerd.
In feite zou hun onderzoek als basis kunnen dienen voor de behandeling van meerdere neurodegeneratieve ziekten. Deze studie is gepubliceerd in het Journal of Neural Engineering. Het concludeert dat het mogelijk is om een geheugenchip te implanteren voor de integratie van herinneringen in levende hersenen.
Hersengebieden die betrokken zijn bij het geheugen
Het experiment richt zich op de belangrijkste regio’s voor informatieopslag en geheugenvorming. De rol van de hippocampus in het geheugen begon voor het eerst te worden bestudeerd als gevolg van de HM-zaak.
In dit geval analyseerden ze de symptomatologie van de patiënt. De symptomen als gevolg van de bilaterale vernietiging van de mediale temporale structuren. Dit was een gevolg van een chirurgische ingreep in een poging om de epileptische aanvallen van de patiënt te verlichten.
Het resultaat van deze interventie veroorzaakte een ernstige aantasting van het anterograde geheugen bij de patiënt en enige verandering van het retrograde geheugen van de drie jaar voorafgaand aan het letsel.
Bovendien kon HM na de operatie geen nieuwe herinneringen coderen. Daardoor kon hij zich niet herinneren wat er na de operatie was gebeurd. Ondanks het feit dat hij informatie uit voorgaande jaren kon opvragen.
De hippocampus, gelegen in het mediale deel van de temporale kwab, onder het corticale oppervlak, speelt een essentiële rol bij de vorming van nieuwe herinneringen, zowel episodisch als autobiografisch.
In de hippocampus, ook wel Cornu Ammonis genoemd, worden vier gebieden onderscheiden: CA1, CA2, CA3 en CA4. Elk van deze gebieden heeft zijn eigen cellulaire kenmerken en verbindingen waardoor ze van elkaar verschillen.
Experiment
In één onderzoek leerden onderzoekers ratten op een hendel te drukken om een bepaalde beloning te krijgen.
Met behulp van geïntegreerde elektrische golven registreerde het experimentele onderzoeksteam, geleid door Sam A. Deadwyler van de afdeling Fysiologie en Farmacologie van Wake Forest, veranderingen in hun hersenactiviteit tussen de twee belangrijkste interne afdelingen van de hippocampus. Deze staan bekend als de subregio’s CA3 en CA1.
Toen de responsstabiliteit eenmaal was bereikt, blokkeerden de wetenschappers de normale neurale interacties tussen de twee gebieden met behulp van farmacologische middelen. De chip voerde vervolgens de omgekeerde procedure uit.
Dat wil zeggen, het stuurde de hersengolven die werden geregistreerd tijdens het leren van gedrag naar de hippocampus. Op deze manier was de rat in staat om het gedrag uit te voeren, zelfs een deel van zijn hersenen verdoofd te houden. Dit heeft de deur voor ons geopend om geheugenchips bij mensen te gebruiken.
Conclusies: experiment en geheugenchips
Dr. Berger wijst erop dat, als we in staat zijn om complexe kennis te decoderen om het te vertalen in corresponderende hersengolven (Engelse link), het theoretisch mogelijk moet zijn om kennis in de hersenen te implanteren.
Bovendien toonden de onderzoekers aan dat als een prothetisch apparaat en de bijbehorende elektroden werden geïmplanteerd in ratten met een normale hippocampus, de werking van het apparaat het geheugen dat intern in de hersenen wordt gegenereerd, daadwerkelijk zou kunnen versterken. Bovendien zou de geheugencapaciteit van normale ratten worden vergroot.
De volgende stappen zouden volgens Berger en Deadwyler gericht moeten zijn op pogingen om de rattenresultaten bij primaten te dupliceren. Hun doel is in feite om protheses (geheugenchips) te maken die menselijke slachtoffers van de ziekte van Alzheimer kunnen helpen herstellen.
Ook degenen die getroffen zijn door een beroerte of verschillende soorten hersenletsel. Dit zou deuren openen naar een nieuw terrein van wetenschappelijk onderzoek naar de genezing van ziekten en het functioneel herstel van mensen met ernstig hersenletsel (Spaanse link).
