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Militär finanziert Gehirn-Computer-Schnittstellen, um Gefühle zu kontrollieren
Der Forscher Jose Carmena hat jahrelang daran gearbeitet, Makaken zu trainieren, um Computercursor und Roboterglieder mit ihrem Verstand zu bewegen. Er tut dies, indem er Elektroden in ihr Gehirn implantiert, um die neurale Aktivität zu überwachen. Jetzt hat Carmena im Rahmen eines umfassenden 70-Millionen-Dollar-Programms, das vom US-Militär finanziert wird, ein neues Ziel: Gehirnimplantate zu verwenden, um die Emotionen psychisch kranker Menschen zu lesen und dann zu kontrollieren.
Gehirnleser : Eine Anordnung von Mikroelektroden, die auf Plastik gedruckt sind, kann von der Oberfläche des Gehirns aufzeichnen. An einer Seite sind es 6,5 Millimeter.
Diese Woche hat die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) zwei Großaufträge vergeben an das Massachusetts General Hospital und die University of California, San Francisco, um elektrische Gehirnimplantate herzustellen, die zur Behandlung von sieben psychiatrischen Erkrankungen, darunter Sucht, Depression und Borderline-Persönlichkeitsstörung, geeignet sind.
Das Projekt baut auf der Erweiterung des Wissens über die Funktionsweise des Gehirns auf; die Entwicklung von mikroelektronischen Systemen, die in den Körper passen; und wesentliche Beweise dafür, dass Gedanken und Handlungen durch gut platzierte elektrische Impulse an das Gehirn verändert werden können.
Stellen Sie sich vor, ich hätte eine Alkoholsucht und ein Verlangen, sagt Carmena, Professorin an der University of California in Berkeley und beteiligt an dem von der UCSF geleiteten Projekt. Wir könnten dieses Gefühl erkennen und dann im Gehirn stimulieren, um es zu verhindern.
Die USA sind mit einer Epidemie psychischer Erkrankungen unter Veteranen konfrontiert, einschließlich der Selbstmordraten, die drei- oder viermal höher sind als die der Allgemeinheit. Aber Medikamente und Gesprächstherapien sind von begrenztem Nutzen, weshalb sich das Militär auf neurologische Geräte konzentriert, sagt Justin Sanchez, Manager des DARPA-Programms, bekannt als Subnets, für systembasierte Neurotechnologie für neue Therapien.
Wir wollen die Gehirnnetzwerke [bei] neuropsychiatrischen Erkrankungen verstehen, Technologien entwickeln, um sie zu messen, und dann präzise Signale an das Gehirn senden, sagt Sanchez. Es ist etwas ganz anderes und Neues. Diese Geräte gibt es noch nicht.
Im Rahmen der Verträge, die die bisher größten Auszeichnungen zur Unterstützung der BRAIN-Initiative von Präsident Obama sind, dem vom Weißen Haus im letzten Jahr gestarteten Brain-Mapping-Programm, wird UCSF bis zu 26 Millionen US-Dollar und Mass General bis zu 30 Millionen US-Dollar erhalten. Unternehmen wie der Medizintechnik-Gigant Medtronic und Startups Cortera Neurotechnologies , ein Spin-out aus dem drahtlosen Labor der UC Berkeley, wird die Technologie für die Bemühungen liefern. Die ersten Forschungen werden an Tieren durchgeführt, aber DARPA hofft, innerhalb von zwei oder drei Jahren Tests am Menschen zu erreichen.
Die Forschung baut auf einem kleinen, aber schnell wachsenden Markt für Geräte auf, die durch Stimulation von Nerven sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gehirns arbeiten. Mehr als 110.000 Parkinson-Patienten haben von Medtronic hergestellte Tiefenhirnstimulatoren erhalten, die das Zittern des Körpers kontrollieren, indem sie elektrische Impulse an das Gehirn senden. In jüngerer Zeit haben Ärzte solche Stimulatoren verwendet, um schwere Fälle von Zwangsstörungen zu behandeln (siehe Gehirnimplantate können Fehlzündungen zurücksetzen). Im vergangenen November genehmigte die US-amerikanische Food & Drug Administration NeuroPace, das erste Implantat, das sowohl das Gehirn aufzeichnet als auch es stimuliert (siehe Zapping Anfälle ). Es wird verwendet, um auf epileptische Anfälle zu achten und diese dann mit elektrischen Impulsen zu stoppen. Insgesamt rechnen US-Ärzte nach Branchenschätzungen jährlich mit Geräten zur neuralen Stimulation im Wert von etwa 2,6 Milliarden US-Dollar.
Forscher sagen, sie machen schnelle Verbesserungen in der Elektronik, einschließlich kleiner, implantierbarer Computer. Im Rahmen seines Programms wird Mass General mit den Draper Laboratories in Cambridge, Massachusetts, zusammenarbeiten, um neue Arten von Stimulatoren zu entwickeln. Das UCSF-Team wird von Mikroelektronik- und Drahtlosforschern der UC Berkeley unterstützt, die mehrere Prototypen miniaturisierter Gehirnimplantate entwickelt haben. Michel Maharbiz, Professor an der Fakultät für Elektrotechnik in Berkeley, sagt, die Obama-Gehirninitiative und jetzt das DARPA-Geld hätten eine Fresswut um neue Technologien ausgelöst. Es ist eine großartige Zeit, um Technologie für das Gehirn zu entwickeln, sagt er.
Die neue Forschungslinie wurde von einigen als affektive Gehirn-Computer-Schnittstellen bezeichnet, was elektronische Geräte bedeutet, die Gefühle verändern, möglicherweise unter direkter Kontrolle der Gedanken und Wünsche eines Patienten. Im Grunde versuchen wir, die nächste Generation psychiatrischer Hirnstimulatoren zu entwickeln, sagt Alik Widge, ein Forscher im Team von Mass General.
Darin Dougherty, ein Psychiater, der die Abteilung für Neurotherapeutika von Mass General leitet, sagt, ein Ziel könnte darin bestehen, die Angst bei Veteranen mit posttraumatischer Belastungsstörung oder PTSD zu löschen. Angst wird in der Amygdala erzeugt – einem Teil des Gehirns, der an emotionalen Erinnerungen beteiligt ist. Aber es kann durch Signale in einer anderen Region, dem ventromedialen präfrontalen Kortex, unterdrückt werden. Die Idee wäre, ein Signal in der Amygdala zu entschlüsseln, das eine Überaktivität anzeigt, und dann an anderer Stelle zu stimulieren, um diese Angst zu [unterdrücken], sagt Dougherty.
Solche Forschungen sind nicht ohne ominöse Untertöne. In den 1970er Jahren zeigte der Neurowissenschaftler Jose Delgado von der Yale University, dass er mit Implantaten, die er Stimoceiver nannte, Menschen dazu bringen kann, Emotionen wie Entspannung oder Angst zu empfinden. Aber Delgado, ebenfalls vom Militär finanziert, verließ die USA nach Anhörungen im Kongress in dem ihm vorgeworfen wurde, totalitäre Gedankenkontrollgeräte entwickelt zu haben . Laut DARPA-finanzierten Wissenschaftlern war die Agentur besorgt darüber, wie das Subnets-Programm wahrgenommen werden könnte, und hat ein Ethikgremium ernannt, das die Forschung beaufsichtigt.
Psychiatrische Implantate würden tatsächlich kontrollieren, wie sich psychisch Kranke verhalten, wenn auch in vielen Fällen indirekt, indem sie ihr Befinden verändern. Zum Beispiel würde ein Stimulator, der das Verlangen nach Kokain stoppt, das Verhalten eines Süchtigen ändern. Es geht darum, zu ändern, was Menschen fühlen und zu ändern, was sie tun. Diese sind eng verbunden, sagt Dougherty.
Dougherty sagt, dass ein Gehirnimplantat nur für Patienten in Betracht gezogen würde, die durch eine psychische Erkrankung wirklich geschwächt sind und denen mit Medikamenten und Psychotherapie nicht geholfen werden kann. Dies wird nie die erste Wahl sein: „Oh, Sie haben PTSD, lassen Sie uns operieren“, sagt Dougherty. Es wird für Menschen sein, die auf die anderen Behandlungen nicht ansprechen.