Για το εγκεφαλικό εμφύτευμα η Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων (DARPA) του αμερικανικού Πενταγώνου θα επενδύσει 40 εκατομμύρια δολάρια. Στόχος, το εμφύτευμα να έχει ολοκληρωθεί ήδη στις αρχές του 2017, ώστε να δοκιμασθεί σε πρώτη φάση σε δύο ασθενείς.
Στην άλλη πλευρά του Ατλαντικού, η Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων (DARPA) του αμερικανικού Πενταγώνου έχει γίνει εδώ και χρόνια διάσημη για τα φουτουριστικά πρότζεκτ που χρηματοδοτεί, κατά κανόνα για «εξωτικές» στρατιωτικές τεχνολογίες. Πριν από λίγες ημέρες, η υπηρεσία δικαιολόγησε για μια ακόμη φορά τη φήμη της, ανακοινώνοντας τα σχέδια για μια νέα ηλεκτρονική συσκευή, η οποία πάλι μοιάζει βγαλμένη από ταινία επιστημονικής φαντασίας. Η μόνη διαφορά είναι πως η συσκευή αποτελεί εξαίρεση στον παραπάνω κανόνα, αφού έχει ιατρική εφαρμογή, στοχεύοντας να αποκαταστήσει τη λειτουργία της μνήμης σε εκατομμύρια ανθρώπους.
Κι αυτό γιατί προορίζεται να γίνει η πρώτη που θα εμφυτεύεται στον εγκέφαλο, ώστε να βοηθά να σχηματισθούν, να αποθηκευτούν και να ανακληθούν νέες αναμνήσεις.
Βασική προτεραιότητα της DARPA είναι να βοηθήσει τους Αμερικανούς βετεράνους στρατιώτες που επέστρεψαν με κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις από το Ιράκ και το Αφγανιστάν, με συνέπεια να εμφανίζουν διαταραχές μνήμης. Οπως είναι φυσικό, η ηλεκτρονική συσκευή θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί επίσης σε όσους έχουν τραυματισθεί στο κεφάλι από κάποιο τροχαίο ή άλλο ατύχημα και αντιμετωπίζουν το ίδιο πρόβλημα. Παράλληλα, σύμφωνα με την υπηρεσία, θα ανοίξει τον δρόμο για να αντιμετωπισθεί και η έκπτωση της λειτουργίας της μνήμης που προκαλείται από νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ.
Για το εγκεφαλικό εμφύτευμα, η υπηρεσία θα επενδύσει 40 εκατομμύρια δολάρια, χρηματοδοτώντας την «αφρόκρεμα» των ακαδημαϊκών ιδρυμάτων των ΗΠΑ, τα οποία θα συνεργαστούν την επόμενη τετραετία για την ανάπτυξή του.
Ετσι, επικεφαλής των ερευνών θα είναι τα Πανεπιστήμια της Καλιφόρνιας (UCLA) και της Πενσιλβάνια, ενώ στις έρευνες θα συμμετάσχουν και επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore. Στο πρότζεκτ, το οποίο έχει ονομαστεί Restoring Active Memory, θα πάρουν επίσης μέρος οι αμερικανικές επιχειρήσεις Medtronic και Neuropace.
Στην κοινή συνέντευξη Τύπου που έδωσαν οι υπεύθυνοι της DARPA με εκπροσώπους των ιδρυμάτων και των επιχειρήσεων, ανακοινώθηκε πως στόχος είναι το εμφύτευμα να έχει ολοκληρωθεί ήδη στις αρχές του 2017, ώστε να δοκιμασθεί σε πρώτη φάση σε δύο ασθενείς. «Δεν πρόκειται για λόγια του αέρα», σημείωσε χαρακτηριστικά ο Geoffrey Ling, διευθυντής του γραφείου βιολογικών τεχνολογιών της υπηρεσίας. «Εχουμε βάσιμες ελπίδες πως το νέο πρόγραμμα θα φέρει εντυπωσιακά αποτελέσματα». Το πρόγραμμα θα επικεντρωθεί στη δηλωτική μνήμη, δηλαδή τη λειτουργία αποθήκευσης και ανάκλησης τοποθεσιών και γεγονότων που είναι απαραίτητα στην καθημερινότητα. Ωστόσο, για την ανάπτυξη του εμφυτεύματος, θα πρέπει να ξεπερασθούν αρκετά εμπόδια. «Η πρώτη πρόκληση είναι να καταλάβουμε πώς πραγματικά λειτουργεί η μνήμη», δήλωσε ο Satinderpall Pannu από το Lawrence Livermore.
Γι’ αυτό τον σκοπό, οι ερευνητές θα ξεκινήσουν αρχικά με υγιείς εθελοντές, καταγράφοντας τις εγκεφαλικές τους λειτουργίες όσο αυτοί πραγματοποιούν μια σειρά από δραστηριότητες. Στη συνέχεια, θα μελετήσουν ασθενείς που χρησιμοποιούν ήδη εμφυτεύματα – ανθρώπους που πάσχουν από Πάρκινσον ή επιληψία, στους οποίους μικρές ηλεκτρονικές συσκευές στον εγκέφαλο παρεμβαίνουν σε συγκεκριμένες περιοχές, είτε για να αμβλύνουν τα συμπτώματα είτε για να περιορίσουν τις επιληπτικές κρίσεις. Οι επιστήμονες από το UCLA θα χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα από επιληπτικούς στους οποίους έχουν εμφυτευθεί τέτοιες συσκευές, για να διαλευκάνουν τον τρόπο που λειτουργεί η μνήμη. Με αυτό τον τρόπο, θα «χαρτογραφήσουν» τη δραστηριότητα των νευρώνων και θα εντοπίσουν ποιες ομάδες εγκεφαλικών κυττάρων ενεργοποιούνται –ή αποτυγχάνουν να ενεργοποιηθούν– όταν δημιουργούμε, αποθηκεύουμε και ανακαλούμε αναμνήσεις.
Ολες αυτές οι πληροφορίες θα αξιοποιηθούν για τη σχεδίαση της συσκευής, με σκοπό αυτή να «αντιλαμβάνεται» πότε «αφυπνίζονται» οι εγκεφαλικές δραστηριότητες που σχετίζονται με τη μνήμη, ώστε να τις συντονίζει με τέτοιο τρόπο που να παρακάμπτονται πλέον τα νευρωνικά «κυκλώματα» που δυσλειτουργούν. Οι ερευνητές του UCLA θα εστιάσουν στον ενδορινικό φλοιό, μια περιοχή του ιππόκαμπου όπου δημιουργούνται και αποθηκεύονται οι αναμνήσεις. Από την πλευρά της, η επιστημονική ομάδα του Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια θα μελετήσει άλλα κέντρα του εγκεφάλου που παίρνουν μέρος στη λειτουργία της μνήμης, ανάμεσα στα οποία ο μετωπιαίος φλοιός, ο κροταφικός λοβός και ο βρεγματικός φλοιός.
Ελπίδες για παράλυτους ανθρώπους
Αν το πρόγραμμα που χρηματοδοτεί η DARPA έχει βάσιμες πιθανότητες να πετύχει τον στόχο του, ο κύριος λόγος είναι πως η επιστήμη τα τελευταία χρόνια έχει αποκτήσει μια πολύ καλύτερη εικόνα για τον εγκέφαλο και τον τρόπο που αυτός λειτουργεί. Ο ίδιος λόγος κρύβεται πίσω από τις ελπίδες που δίνουν άλλα προγράμματα ανάπτυξης εμφυτευμάτων, τα οποία μπορούν επίσης να «επικοινωνούν» με τον εγκέφαλο – αυτή τη φορά, για να δώσουν τη δυνατότητα σε ανθρώπους που πάσχουν από κάποια μορφή παράλυσης να κινούν με τη σκέψη τα άκρα τους ή προσθετικά ρομποτικά μέλη.
Πιο πρόσφατο παράδειγμα το τσιπ που εμφύτευσε η αμερικανική μη κερδοσκοπική οργάνωση Battelle στον Ian Burkhart, χάρις στο οποίο ο 23χρονος Αμερικανός, παράλυτος από το στήθος και κάτω, μπορεί να κινεί ξανά τα δάχτυλα του δεξιού χεριού του. Τοποθετημένο με χειρουργική επέμβαση στον κινητικό φλοιό, το τσιπ καταγράφει τη δραστηριότητα των νευρώνων, «μεταφράζοντάς» την στις αντίστοιχες εντολές κίνησης, με τη βοήθεια ειδικών αλγορίθμων που ανέπτυξε γι’ αυτό τον σκοπό η Battelle. Μέσω ενός καλωδίου, οι εντολές μεταφέρονται σε ένα ειδικό «μανίκι» στο μπράτσο του Burkhart, όπου ηλεκτρόδια αναλαμβάνουν να διεγείρουν με ηλεκτρικά σήματα τους μυς, ώστε να κινούν τα δάχτυλα όπως ακριβώς σκέφτηκε ο Burkhart.
Με το τσιπ, ουσιαστικά παρακάμπτεται η μόνιμη βλάβη που έπαθε στη σπονδυλική στήλη ο Αμερικανός το 2010, έπειτα από ατύχημα σε κατάδυσή του στον Ατλαντικό Ωκεανό. Αν και προς το παρόν μπορεί απλώς να ανοιγοκλείσει την παλάμη του, οι υπεύθυνοι της Battelle υποστηρίζουν πως η τεχνολογία βρίσκεται στα πρώτα της βήματα και θα βελτιωθεί αρκετά τα επόμενα χρόνια, για να προσφέρει σε ανθρώπους όπως ο Burkhart μεγαλύτερη αυτονομία στην καθημερινότητά τους.
