Per studiare il cervello, un dottore si mette sotto i ferri

Phil Kennedy non vedeva più nessun altro modo per ottenere i dati. Fu così che un giorno arrivò a giacere beatamente privo di sensi su un tavolo operatorio in Belize mentre un neurochirurgo gli tagliava la parte superiore del cranio.

L'anno scorso, Kennedy, neurologo e inventore di 67 anni, ha fatto qualcosa di senza precedenti negli annali dell'auto-sperimentazione. Ha pagato un chirurgo in America Centrale $ 25.000 per impiantare elettrodi nel suo cervello al fine di stabilire una connessione tra la sua corteccia motoria e un computer.

Insieme a un piccolo gruppo di pionieri, alla fine degli anni '80 Kennedy aveva sviluppato interfacce invasive cervello-computer umano, letteralmente cavi all'interno del cervello collegati a un computer, ed è ampiamente accreditato come il primo a consentire a un paziente rinchiuso gravemente paralizzato sposta il cursore di un computer usando il suo cervello. Il padre dei cyborg, una rivista lo chiamava.

L'obiettivo scientifico di Kennedy è stato quello di costruire un decodificatore vocale, un software in grado di tradurre i segnali neuronali prodotti da un discorso immaginario in parole che escono da un sintetizzatore vocale. Ma questo lavoro, svolto dalla sua piccola compagnia georgiana Neural Signals, si era bloccato, dice Kennedy. Non riusciva più a trovare soggetti di ricerca, aveva pochi fondi e aveva perso il sostegno della Food and Drug Administration statunitense.

Ecco perché nel giugno 2014 si è ritrovato seduto in un lontano ospedale a contemplare l'immagine del proprio cuoio capelluto rasato in uno specchio. L'intero sforzo di ricerca di 29 anni finora sarebbe morto se non avessi fatto qualcosa, dice. Non volevo che morisse sulla vite. Per questo ho corso il rischio.

Questo autunno, Kennedy ha presentato gli studi sul proprio cervello alla Society for Neuroscience di Chicago, dove le sue azioni hanno suscitato timore reverenziale e preoccupazione tra i colleghi. Organizzando un intervento chirurgico su una persona sana, persino se stesso, anche in nome della scienza, probabilmente aveva violato il giuramento del suo medico. Sono contento che ora stia bene, dice Eddie Chang, neurochirurgo dell'Università della California, San Francisco, il cui recente lavoro di mappatura delle aree della corteccia motoria che controllano il linguaggio ha aiutato a guidare i calcoli di Kennedy. Spero che ottenga dei dati preziosi e preziosi.

Problemi con la FDA

Kennedy, che è nato in Irlanda, dice che il suo esperimento personale è stato guidato dalla frustrazione e da questioni scientifiche. Era così incuriosito dal cervello da giovane medico che tornò a scuola per conseguire un dottorato di ricerca. nelle neuroscienze. Mentre gestiva un laboratorio presso il Georgia Institute of Technology negli anni '80, ha sviluppato e brevettato un tipo innovativo di elettrodo costituito da una coppia di fili d'oro racchiusi in un minuscolo cono di vetro. Riempito con una miscela brevettata di fattori di crescita, l'elettrodo ha indotto i neuroni vicini a crescere nel dispositivo.

Phil Kennedy

Nel 1996, dopo i test sugli animali, la FDA ha accettato di consentire a Kennedy di impiantare i suoi elettrodi in pazienti bloccati con una paralisi così grave da non poter più parlare o muoversi. Il suo primo volontario è stato un'insegnante di educazione speciale e madre di due figli di nome Marjory, o MH, che ha accettato di sottoporsi alla procedura proprio alla fine della sua vita. Marjory aveva la SLA ma ha dimostrato di poter accendere e spegnere un interruttore solo pensando. Ma era così malata che solo 76 giorni dopo morì. Successivamente, nel 1998, è arrivato Johnny Ray, un veterano del Vietnam di 53 anni e appaltatore di cartongesso che si è svegliato dal coma con la mente completamente intatta ma incapace di muovere nient'altro che le palpebre.

Kennedy ha supervisionato personalmente l'impianto degli elettrodi in almeno cinque soggetti e il suo team ha iniziato a dimostrare che se registrava da pochi neuroni, i pazienti potevano spostare un cursore sullo schermo di un computer e comunicare selezionando parole o lettere da un menu.

Nel 2004, Kennedy aveva impiantato i suoi elettrodi nel cervello di Erik Ramsey, un volontario che ha subito un catastrofico ictus cerebrale in un incidente d'auto che lo ha lasciato rinchiuso all'età di 16 anni. Grazie ai dati raccolti da Ramsey, Kennedy e i suoi i collaboratori hanno continuato a pubblicare articoli di alto profilo sui risultati in riviste come PLOS Uno e Frontiere nelle neuroscienze fino al 2009 e al 2011. Un articolo descriveva come il software potesse individuare i suoni che Ramsey stava immaginando e consentirgli di pronunciare in modo molto approssimativo alcune semplici parole. Alla fine, Ramsey si ammalò troppo per continuare a partecipare alla ricerca.

A quel punto, la FDA aveva anche ritirato il permesso di utilizzare i dispositivi in ​​altri pazienti. Kennedy dice che l'agenzia ha iniziato a chiedergli più dati sulla sicurezza, compresi i fattori neurotrofici che stava usando per indurre la crescita neuronale. Quando Kennedy non ha potuto fornire i dati, la FDA ha rifiutato di approvare altri impianti.

Kennedy non ha mai accettato completamente la decisione della FDA (ha portato almeno un altro paziente in Belize per un impianto). C'erano anche frustrazioni scientifiche nel lavorare con le persone disabili. Le persone rinchiuse non possono comunicare, tranne che a volte con grugniti o con i loro occhi, qualcosa che ha aggiunto una variabile confusa ai suoi esperimenti. Quando un dato neurone si attivava, non poteva mai essere sicuro di cosa stesse pensando il paziente.

Il cervello di Phil Kennedy durante l'intervento chirurgico per installare un impianto di registrazione dei neuroni.

Kennedy si convinse che il modo per portare la sua ricerca al livello successivo fosse trovare un volontario che potesse ancora parlare. Per quasi un anno ha cercato un volontario con SLA che conservasse ancora alcune capacità vocali, sperando di portare il paziente in mare aperto per un intervento chirurgico. Non sono riuscito a prenderne uno. Quindi, dopo aver riflettuto e riflettuto a lungo, ho deciso di farlo da solo, dice. Ho cercato di dissuadermi per anni.

L'intervento chirurgico è avvenuto nel giugno 2014 in un ospedale di Belize City con 13 letti, mille miglia a sud del suo studio di neurologia con sede in Georgia e anche lontano dalla portata della FDA. Prima di imbarcarsi sul suo volo, Kennedy ha fatto tutto il possibile per prepararsi. Nella sua piccola azienda, Neural Signals, ha fabbricato gli elettrodi che il neurochirurgo avrebbe impiantato nella sua corteccia motoria, e ha persino scelto il punto in cui li voleva seppellire. Ha messo da parte abbastanza soldi per mantenersi per alcuni mesi se l'operazione fosse andata male. Si era assicurato che il suo testamento biologico fosse in regola e che suo figlio maggiore sapesse dove si trovava.

Camminando la passeggiata

Giù in Belize, la procedura non è andata bene, indicando i pericoli della scienza dell'interfaccia cervello-computer per i volontari. C'è una piccola ma reale possibilità di morte ogni volta che il teschio viene aperto. Dopo essersi svegliato dal suo primo intervento chirurgico, dice Kennedy, non ha potuto rispondere quando i chirurghi gli hanno parlato. Aveva perso la capacità di parlare. I medici in seguito hanno spiegato che la sua pressione sanguigna era aumentata durante l'intervento chirurgico di 12 ore, provocando il gonfiore del cervello e portando a una paralisi temporanea. Non ero minimamente spaventato, dice Kennedy. Sapevo cosa stava succedendo. Ho inventato l'intervento chirurgico.

Gli effetti collaterali erano molto gravi, ma Kennedy dice di essersi ripreso e di essere tornato per una seconda procedura di 10 ore a Belize City diversi mesi dopo, in modo che il chirurgo potesse impiantare l'elettronica che gli avrebbe permesso di raccogliere segnali dal suo stesso cervello.

L'eroismo di Kennedy impressiona alcuni dei suoi ex pazienti. Parla di camminare a piedi! David Jayne, un paziente con SLA impiantato dal team di Kennedy nei primi anni 2000, ha detto in una e-mail. Ammiro da morire Phil.

Per alcuni ricercatori, le decisioni di Kennedy potrebbero essere viste come poco sagge, persino non etiche. Eppure ci sono casi in cui gli auto-esperimenti hanno dato i loro frutti. Nel 1984, un medico australiano di nome Barry Marshall ha bevuto un bicchiere pieno di batteri per dimostrare che causavano ulcere allo stomaco. In seguito ha vinto il Premio Nobel. C'è stata una lunga tradizione di scienziati medici che sperimentano su se stessi, a volte con buoni risultati ea volte senza tali buoni risultati, afferma Jonathan Wolpaw, un ricercatore dell'interfaccia cervello-computer presso il Wadsworth Center di New York. È in quella tradizione. Probabilmente è tutto ciò che dovrei dire senza ulteriori informazioni.

Dopo essere tornato a casa a Duluth, in Georgia, Kennedy iniziò a lavorare in gran parte da solo nel suo laboratorio vocale, registrando i suoi neuroni mentre ripeteva 29 fonemi (come e, eh, a, o, u e consonanti come ch e j) ad alta voce, e poi in silenzio immaginava di dirle. Ha fatto lo stesso con circa 290 parole brevi come Dale e prugna. C'erano anche frasi da dire: Ciao, mondo, quale azienda privata, e La gioia di una corsa fa dire a un ragazzo wow.

Kennedy afferma che le sue prime scoperte sono estremamente incoraggianti. Dice di aver determinato che diverse combinazioni dei 65 neuroni da cui stava registrando si attivavano costantemente ogni volta che pronunciava determinati suoni ad alta voce e si attivavano anche quando immaginava di pronunciarli, una relazione che è potenzialmente la chiave per lo sviluppo di un decodificatore del pensiero per il parlato. Alla UCSF, Chang dice che Kennedy potrebbe aver imparato qualcosa di nuovo. La sua stessa ricerca utilizza diversi elettrodi posti all'esterno del cervello, che secondo lui sono in grado di raccogliere solo un segnale relativamente grossolano (vedi Un sintetizzatore vocale diretto al cervello). Penso che ciò a cui potrebbe avere accesso sia qualcosa di molto più dettagliato, dice Chang.

C'è stata una grande delusione. Kennedy aveva sperato di vivere con gli impianti nel suo cervello per anni, raccogliendo dati, migliorando il suo controllo e pubblicando documenti. Ma l'incisione nel suo cranio non si è mai chiusa del tutto, creando una situazione pericolosa. Dopo alcune settimane di raccolta dati, lo scorso gennaio Kennedy è stato costretto a chiedere ai medici di un ospedale locale della Georgia di rimuovere gli impianti. Il conto è arrivato a $ 94.000. Kennedy ha presentato la richiesta alla sua compagnia di assicurazioni (dice che ha pagato $ 15.000).

Kennedy attribuisce questa battuta d'arresto alla sua decisione di costruire gli elettrodi più grandi e installarli con un'angolazione insolita in modo che fosse più facile lavorarli, una decisione che ora crede sia stata un errore. Ma sono riuscito a farla franca, quindi sono felice, dice. Ho avuto alcuni urti e lividi dopo l'intervento, ma ho avuto quattro settimane di buoni dati. Lavorerò su questi dati per molto tempo.

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