U pilot studiji na ljudima, istraživači sa Medicinskog fakulteta Univerziteta Minnesote i Opće bolnice Massachusetts pokazuju da je moguće poboljšati specifične funkcije ljudskog mozga povezane sa samokontrolom i mentalnom fleksibilnošću spajanjem umjetne inteligencije s ciljanom električnom stimulacijom mozga.
Alik Widge, MD, PhD, docent psihijatrije i član Medical Discovery tima za ovisnost na Medicinskom fakultetu U of M, viši je autor istraživanja objavljenog u Nature Biomedical Engineering. Nalazi dolaze iz ljudske studije sprovedene u Općoj bolnici Massachusetts u Bostonu među 12 pacijenata koji su bili podvrgnuti operaciji mozga zbog epilepsije - proceduri koja postavlja stotine sićušnih elektroda u mozak kako bi zabilježila njegovu aktivnost i identificirala odakle potiču napadi.
U ovoj studiji, Widge je sarađivao sa Sydney Cashom iz Opće bolnice Massachusetts, MD, PhD, stručnjakom za istraživanje epilepsije; i Darin Dougherty, MD, stručnjak za kliničku stimulaciju mozga. Zajedno su identificirali regiju mozga - unutrašnju kapsulu - koja je poboljšala mentalnu funkciju pacijenata kada je stimulirana malim količinama električne energije. Taj dio mozga odgovoran je za kognitivnu kontrolu – proces prelaska s jednog misaonog obrasca ili ponašanja na drugi, što je narušeno kod većine mentalnih bolesti.
"Primjer može uključivati osobu s depresijom koja jednostavno ne može izaći iz 'zaglavljenih' negativnih misli. Budući da je to tako centralno za mentalne bolesti, pronalaženje načina da se to poboljša može biti moćan novi način za liječenje tih bolesti," rekao je Widge.
Tim je razvio algoritme, kako bi nakon stimulacije mogli pratiti kognitivne kontrolne sposobnosti pacijenata, kako iz njihovih radnji, tako i direktno iz njihove moždane aktivnosti. Metoda kontrolora pružala je pojačanje stimulacije kad god bi pacijenti bili lošiji na laboratorijskom testu kognitivne kontrole.
"Ovaj sistem može očitati moždanu aktivnost, 'dekodirati' od toga kada pacijent ima poteškoća i primijeniti mali nalet električne stimulacije na mozak kako bi ga potaknuo da prebrodi tu poteškoću", rekao je Widge. "Analogija koju često koristim je električni bicikl. Kada neko vrti pedale, ali ima poteškoća, bicikl to osjeti i povećava. Napravili smo ekvivalent tome za ljudske mentalne funkcije."
Studija je prva koja pokazuje da:
- Specifična ljudska mentalna funkcija povezana sa mentalnom bolešću može se pouzdano poboljšati upotrebom precizno ciljane električne stimulacije;
- Postoje specifični pod-dijelovi unutrašnje strukture mozga kapsule koji su posebno efikasni za kognitivno poboljšanje; i
- Algoritam zatvorene petlje korišten kao kontroler bio je dvostruko efikasniji od stimulacije u nasumično vrijeme.
Neki od pacijenata imali su značajnu anksioznost pored epilepsije. Kada su dobili stimulaciju koja je poboljšala kognitivnu sposobnost, izvijestili su da im se anksioznost poboljšala, jer su bili sposobniji da preusmjere svoje misli od svoje nevolje i fokusiraju se na ono što su željeli. Widge kaže da ovo sugerira da bi se ova metoda mogla koristiti za liječenje pacijenata sa teškom anksioznošću, depresijom ili drugim poremećajima otpornim na lijekove.
"Ovo bi mogao biti potpuno novi pristup u liječenju mentalnih bolesti. Umjesto da pokušavamo potisnuti simptome, mogli bismo pacijentima dati alat koji im omogućava da preuzmu kontrolu nad svojim umovima," rekao je Widge. "Mogli bismo ih vratiti na vozačko sjedište i pustiti im da osete novi osjećaj djelovanja."
Istraživački tim se sada priprema za klinička ispitivanja. Budući da je cilj poboljšanja kognitivne kontrole već odobren od strane Uprave za hranu i lijekove za duboku stimulaciju mozga, Widge kaže da se ovo istraživanje može obaviti s postojećim alatima i uređajima - nakon što se ispitivanje formalno odobri - i prevođenjem ove skrbi na trenutnu medicinsku praksa bi mogla biti brza.
"Divno u vezi s ovim otkrićima je to što smo sada u poziciji da provodimo klinička ispitivanja kako bismo dalje demonstrirali efikasnost i onda se nadamo da ćemo pomoći pacijentima otpornim na liječenje kojima su očajnički potrebne dodatne intervencije za liječenje svojih bolesti, " rekao je Dougherty.
