15.7.2018 | Svátek má Jindřich


VĚDA: Posilovače paměti

12.12.2015

Nové metody pro léčbu poruch paměti otevírají Pandořinu skříňku duševního vylepšení člověka

Svědci explozí někdy jako zázrakem vyváznou bez vážnějšího zranění. Nezasáhne je střepina, minou je trosky vymrštěné výbuchem. Přesto utrpí vážnou újmu na zdraví. Ta není na první pohled vidět, ale to neznamená, že není reálná.

Neviditelná zranění

Lidský mozek je na následky explozí velmi citlivý. Z místa výbuchu se šíří tlaková vlna. Tlak vzduchu nejprve prudce stoupne, aby hned vzápětí klesl citelně pod normální hodnoty. Taková „tlaková houpačka“ poškodí člověku mozek, i když na jeho hlavě lékaři nenajdou ani škrábanec. Následky jsou vážné a neustupují ani po dlouhé době. Oběti výbuchů trápí například poruchy spánku, podrážděnost, bolesti hlavy nebo snížená schopnost soustředění. Poměrně časté jsou výpadky paměti, při nichž se z hlavy „vykouří“ i zcela jednoduché věci.

Mezi zraněnými účastníky vojenských misí trpí poškozením mozku v důsledku exploze přibližně každý pátý. Americká armáda nyní testuje zcela nový přístup k posílení paměti narušené traumatem mozku po explozi. V laboratořích se však zatím místo válečných veteránů objevují pacienti trpící epilepsií. I jim může nová technika pomoci, protože opakované epileptické záchvaty nejednou poškodí nervové buňky důležité pro ukládání informací do paměti. Elektronický „posilovač vzpomínek“ by mohl děravou paměť výrazně vylepšit.

Paměťové centrum hipokampus

Při ukládání informací do paměti sehrává důležitou úlohu část mozku zvaná hipokampus. V názvu odvozeném z řečtiny se odráží fakt, že se hipokampus tvarem podobá mořskému koníkovi. Přicházejí do něj informace z různých smyslových orgánů a dávají se tu dohromady s informacemi o prostoru a čase. Tak vzniká krátkodobá paměť. Ta se buď přetaví v dlouhodobé vzpomínky, nebo se člověku z mozku vytratí. Pro trvalé uložení informace z krátkodobé paměti je nutné, aby si hipokampus „promluvil“ s paměťovými centry. K tomu musí proběhnout nervové vzruchy z části hipokampu označované neurology jako CA3 do jiné oblasti hipokampu, známé jako CA1.

Zasáhnout do dějů v hipokampu je náročné a nelze to dělat na dálku. Ke stimulaci nervových buněk je potřeba jemná elektroda, jež k nim přivede slabý elektrický stimul. Zavádění elektrod do mozku s sebou nese určité riziko. Pacienti s těžkou epilepsií však už mají do hlavy elektrody zavedené, aby lékaři mohli snímat aktivitu jejich mozku a také aby mohli aktivitu nemocí postiženého mozku ovlivnit.

Na nedávném kongresu pořádaném Společností pro neurovědy v Chicagu referovaly hned dva týmy o prvních výsledcích pokusů o posílení paměti stimulací hipokampu elektrodami u epileptiků. Výsledky jsou povzbudivé. Zdá se, že tímto způsobem bude možné mezery v paměti „zalepit“, a to nejen u pacientů s epilepsií, ale i válečným veteránům s mozky poškozenými explozemi, obětem mozkových cévních příhod a dokonce i lidem, kterým zatemňuje paměť stáří.

Odhalený kód dlouhodobé paměti

Epileptikům, kteří měli zavedené elektrody ve vhodných oblastech mozku, dali vědci z týmu vedeného Theodorem Bergerem z Jihokalifornské univerzity banální úkol. Nechali je prohlížet si sadu obrázků a po devadesátisekundové pauze měli pacienti při prohlížení druhé sady rozhodnout, jestli už obrázek viděli v předchozí sadě, nebo jej vidí poprvé. Lékaři pečlivě monitorovali v hipokampu jak aktivitu centra CA1, tak centra CA3. Oba záznamy porovnali a vytvořili počítačový program, který dokázal z aktivity neuronů zachycené v centru CA1 vypočítat, jaké signály musely pro tuto odezvu přijít z centra CA3. Úspěšnost postupu byla velmi dobrá – kolem 80 procent. Díky tomu mohli vědci z Bergerova týmu správně nabudit centrum CA1 dokonce i u pacientů, kteří měli centrum CA3 zničené a žádný signál jim z něj neodcházel.

Theodore Berger je s výsledky nadmíru spokojený. Už dříve totiž prokázal, že správná stimulace centra CA1 v hipokampu výrazně vylepšuje paměť makaků. Opice měly za úkol prohlížet si obrázky a upozorňovat na ty, které viděly v předchozí sérii obrázků. Za správnou odpověď dostávaly kalíšek sladkého džusu. Makaci se za tuto odměnu opravdu snažili. Stimulace centra CA1 v hipokampu správným vzorem elektrických impulzů na ně však účinkovala jako duševní doping.

V diskusi prozradil Bergerův spolupracovník Dong Song, že tým se již pokusil jedné pacientce s epilepsií cíleně posílit paměť. Výsledek? „Zatím je ještě moc brzy na to, abychom mohli posoudit výsledný efekt stimulace na pacientčinu paměť,“ říká Dong Song. „V nejbližších měsících plánujeme stimulovat tímto způsobem paměť většímu počtu pacientů.“

Na účastníky chicagského kongresu udělal Bergerův referát i tak silný dojem.

„Je úžasné, že dokázali vytvořit kód vzruchů nervových buněk, který zakládá dlouhodobou paměť,“ chválí vědce z Jihokalifornské univerzity neurobiolog Thomas Hugh pracující v japonském centru pro výzkum mozku Riken. „Ale stále ještě mi chybí klíč k tomu, abychom celý proces pochopili.“

Vědci netuší, jak a proč stimulace hipokampu posiluje paměť. Válečným veteránům a dalším pacientům ale tahle „drobná vada na kráse“ až tolik vadit nebude. Pro ně je rozhodující, jestli jim stimulace hipokampu pomůže zacelit paměť. Berger a jeho spolupracovníci doufají, že se jim podaří vyvinout systém, který by dohlížel na správný přenos informací z krátkodobé paměti k uložení na dlouhou dobu. Pokud by systém odhalil poruchy v přenosu, spustil by korekci příslušným módem pro stimulaci mozku.

Probuzený spánkový lalok

Tým pod vedením Daniela Rizzuta z Pensylvánské univerzity ve Filadelfii představil na chicagském kongresu jiný, na první pohled ještě jednodušší přístup k nápravě poruch paměti. Vědci stimulovali pacientům s epilepsií prostřednictvím voperovaných elektrod větší oblast mozku – celou jednu část spánkového mozkového laloku, v níž sídlí i hipokampus. Také v tomto případě pozorovali zlepšení paměti, ale jen u pacientů, kteří měli paměť narušenou. Pokud dobrovolníkům sloužila paměť dobře, stimulace spánkového laloku ukládání informací do dlouhodobé paměti naopak narušila.

Rizzuto a jeho kolegové měřili aktivitu mozku u pacientů pročítajících seznam slov určených k zapamatování. Po několika pokusech dokázali předem určit, jestli si člověk dané slovo zapamatuje, nebo ho zapomene. V dalších pokusech stimulovali pacientům spánkový lalok pokaždé, když měření aktivity mozku prozrazovalo hrozící výpadek paměti. Úspěšnost v zapamatování si slov se jim tak podařilo zvýšit o plných 40 procent.

V dalších pokusech chce Daniel Rizzuto využít elektrody, které dovolí přesnější „čtení“ mozku pacientů a zároveň i jeho cílenější stimulaci. Je možné, že se tím oslabí nežádoucí vedlejší efekty stimulace a pozitivní efekt se projeví iu pacientů s nenarušenou pamětí.

Duševní doping

Posilováním výkonu mozku u lidí, kteří netrpí žádnými problémy, vstupuje věda na tenký led „vylepšování“. Zatímco léčba vrací pacienta k normálu, vylepšování posouvá normální funkce organismu za hranice toho, co je běžné. Máme na něco takového vůbec právo?

Otázka přichází pozdě, protože na celém světě si už cíleně posiluje přirozenou výkonnost svých mozků velká spousta lidí. Pokud připustíme, že i ranní šálek kávy „na rozjetí“ je ve své podstatě „duševní doping“, pak musíme počítat „dopující“ lidi na miliardy. Mnohem častěji se ale za duševní doping považuje užívání léků, které jsou určeny pacientům trpícím poruchami pozornosti, poruchami spánku nebo Alzheimerovou chorobou. Tyto léky jsou na předpis a zdravý člověk k nim nemá legální přístup. Dají se však pořídit na internetovém černém trhu, a tak s nimi masově „dopují“ například vysokoškolští studenti ve snaze zvládnout náročné učivo. Nedávný průzkum na německých univerzitách odhalil, že si tam ilegálními prostředky snaží zvýšit duševní výkonnost každý pátý student. Kromě postihu za ilegální obchod sléky riskují i zdravotní problémy, protože léky často pocházejí ze silně podezřelých zdrojů a studenti si určují dávku sami. V neposlední řadě je duševní doping možné kvalifikovat i jako podvod, podobně jako třeba opisování z taháku.

Zneužití stimulace mozku elektrodami k duševnímu dopingu není aktuální. Metoda je zatím v plenkách a potřebné technické vybavení je nákladné. To však neznamená, že by se neurobiologové neměli jejími etickými aspekty zabývat. Tam, kde existuje poptávka, se nakonec objeví i nabídka. A jak ukazuje kvetoucí ilegální obchod s léky pro duševní doping, poptávka po posílení výkonnosti mozku je v současné společnosti, tvrdě orientované na úspěch, evidentně velmi silná.

Autor je biolog, profesor České zemědělské univerzity, pracuje ve Výzkumném ústavu živočišné výroby

LN, 28.11.2015



Diskuse


M. Pivoda
13:52
12.12.2015

P. Sulc
5:32
12.12.2015

P. Rada
11:09
12.12.2015

J. Kovaříček
4:48
12.12.2015

J. Aspirin
8:44
12.12.2015

počet příspěvků: 5, poslední 12.12.2015 01:52









 Neviditelný pes
Toto je DENÍK: do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy.
Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston), příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce Jiřímu Wagnerovi, redaktorovi NP (nickname JAG). Rubriku Zvířetník vede Lika.