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Fondi militari Interfacce cervello-computer per controllare i sentimenti
Il ricercatore Jose Carmena ha lavorato per anni addestrando i macachi a muovere i cursori dei computer e gli arti robotici con le loro menti. Lo fa impiantando elettrodi nei loro cervelli per monitorare l'attività neurale. Ora, nell'ambito di un vasto programma da 70 milioni di dollari finanziato dall'esercito americano, Carmena ha un nuovo obiettivo: utilizzare gli impianti cerebrali per leggere e quindi controllare le emozioni delle persone malate di mente.
Lettore del cervello : Una serie di microelettrodi stampati su plastica può registrare dalla superficie del cervello. È di 6,5 millimetri di lato.
Questa settimana la Defense Advanced Research Projects Agency, o DARPA, aggiudicato due grandi appalti al Massachusetts General Hospital e all'Università della California, San Francisco, per creare impianti cerebrali elettrici in grado di trattare sette condizioni psichiatriche, tra cui dipendenza, depressione e disturbo borderline di personalità.
Il progetto si basa sull'ampliamento delle conoscenze su come funziona il cervello; lo sviluppo di sistemi microelettronici che possono essere inseriti nel corpo; e prove sostanziali che i pensieri e le azioni possono essere alterati con impulsi elettrici ben posizionati al cervello.
Immagina se ho una dipendenza dall'alcol e ho un desiderio, dice Carmena, che è professore all'Università della California, a Berkeley, e coinvolta nel progetto guidato dall'UCSF. Potremmo rilevare quella sensazione e quindi stimolare all'interno del cervello per impedire che accada.
Gli Stati Uniti affrontano un'epidemia di malattie mentali tra i veterani, compresi i tassi di suicidio tre o quattro volte superiori a quelli del pubblico in generale. Ma le droghe e la terapia della parola sono di uso limitato, motivo per cui i militari si stanno rivolgendo ai dispositivi neurologici, afferma Justin Sanchez, manager del programma DARPA, noto come Subnets, per la neurotecnologia basata sui sistemi per le terapie emergenti.
Vogliamo capire le reti cerebrali [nella] malattia neuropsichiatrica, sviluppare la tecnologia per misurarle e quindi inviare segnali di precisione al cervello, afferma Sanchez. È qualcosa di completamente diverso e nuovo. Questi dispositivi non esistono ancora.
In base ai contratti, che sono i più grandi riconoscimenti finora a sostegno della BRAIN Initiative del presidente Obama, il programma di mappatura del cervello lanciato dalla Casa Bianca lo scorso anno, l'UCSF riceverà fino a 26 milioni di dollari e il Mass General fino a 30 milioni di dollari. Aziende tra cui il gigante dei dispositivi medici Medtronic e la startup Cortera Neurotecnologie , uno spin-out del laboratorio wireless di UC Berkeley, fornirà la tecnologia per lo sforzo. La ricerca iniziale sarà sugli animali, ma la DARPA spera di raggiungere i test sull'uomo entro due o tre anni.
La ricerca si basa su un mercato piccolo ma in rapida crescita per i dispositivi che funzionano stimolando i nervi, sia all'interno che all'esterno del cervello. Più di 110.000 malati di Parkinson hanno ricevuto stimolatori cerebrali profondi costruiti da Medtronic che controllano i tremori del corpo inviando impulsi elettrici al cervello. Più di recente, i medici hanno utilizzato tali stimolatori per trattare casi gravi di disturbo ossessivo-compulsivo (vedi Gli impianti cerebrali possono ripristinare i circuiti di mancata accensione). Lo scorso novembre, la Food & Drug Administration degli Stati Uniti ha approvato NeuroPace, il primo impianto che registra dal cervello e lo stimola (vedi Zapping Seizures Away). È usato per controllare le crisi epilettiche e poi fermarle con impulsi elettrici. Complessivamente, secondo le stime del settore, i medici statunitensi fatturano per circa 2,6 miliardi di dollari l'anno in dispositivi di stimolazione neurale.
I ricercatori affermano che stanno apportando rapidi miglioramenti all'elettronica, compresi i piccoli computer impiantabili. Nell'ambito del suo programma, Mass General lavorerà con i Draper Laboratories di Cambridge, nel Massachusetts, per sviluppare nuovi tipi di stimolatori. Il team dell'UCSF è supportato da ricercatori di microelettronica e wireless presso l'UC Berkeley, che hanno creato diversi prototipi di impianti cerebrali miniaturizzati. Michel Maharbiz, un professore del dipartimento di ingegneria elettrica di Berkeley, afferma che l'iniziativa del cervello di Obama, e ora i soldi della DARPA, hanno creato una frenesia alimentare intorno alla nuova tecnologia. È un ottimo momento per fare tecnologia per il cervello, dice.
La nuova linea di ricerca è stata soprannominata da alcuni interfacce affettive cervello-computer, ovvero dispositivi elettronici che alterano i sentimenti, forse sotto il controllo diretto dei pensieri e dei desideri di un paziente. Fondamentalmente, stiamo cercando di costruire la prossima generazione di stimolatori cerebrali psichiatrici, afferma Alik Widge, un ricercatore del team Mass General.
Darin Dougherty, uno psichiatra che dirige la divisione neuroterapeutica del Mass General, afferma che un obiettivo potrebbe essere quello di estinguere la paura nei veterani con disturbo da stress post-traumatico o PTSD. La paura è generata nell'amigdala, una parte del cervello coinvolta nei ricordi emotivi. Ma può essere represso da segnali in un'altra regione, la corteccia prefrontale ventromediale. L'idea sarebbe quella di decodificare un segnale nell'amigdala che mostra iperattività, quindi stimolare altrove per [sopprimere] quella paura, dice Dougherty.
Tale ricerca non è priva di sfumature inquietanti. Negli anni '70, il neuroscienziato della Yale University Jose Delgado dimostrò di poter indurre le persone a provare emozioni, come rilassamento o ansia, usando impianti che chiamava stimolatori. Ma Delgado, finanziato anche dai militari, ha lasciato gli Stati Uniti dopo le udienze del Congresso in cui è stato accusato di sviluppare dispositivi di controllo mentale totalitari . Secondo gli scienziati finanziati dalla DARPA, l'agenzia è preoccupata per come potrebbe essere percepito il programma Subnets e ha nominato un comitato etico per supervisionare la ricerca.
Gli impianti psichiatrici controlleranno infatti il modo in cui agiscono i malati di mente, anche se in molti casi indirettamente, modificando il modo in cui si sentono. Ad esempio, uno stimolatore che ferma il desiderio di cocaina altererebbe il comportamento di un tossicodipendente. È cambiare ciò che le persone sentono e cambiare ciò che fanno. Quelli sono intimamente legati, dice Dougherty.
Dougherty afferma che un impianto cerebrale sarebbe considerato solo per i pazienti veramente debilitati dalla malattia mentale e che non possono essere aiutati con farmaci e psicoterapia. Questa non sarà mai un'opzione di prima linea: 'Oh, hai il disturbo da stress post-traumatico, facciamo un intervento chirurgico', dice Dougherty. Sarà per le persone che non rispondono agli altri trattamenti.