Michael Kahana, en psykolog ved University of Pennsylvania, har studert hukommelse i over 30 år: hvordan det fungerer, og hva som skjer når det ikke gjør det.
Han er ikke bare fascinert av hukommelsestap forårsaket av traumatisk hjerneskade – som påvirker mer enn 5 millioner mennesker i dette landet – eller de nesten 7 millioner amerikanerne med Alzheimers. Forskningen hans har også fokusert på hukommelsestapene som påvirker alle, uavhengig av deres kognitive helse.
«Vi har alle dårlige minner noen ganger,» sa Kahana til The Post. «Det svinger over dagen, og det kan svinge fra øyeblikk til øyeblikk. Det er bare hvordan hjernekretsene våre fungerer. Når jeg først innså det, så var spørsmålet, hvordan får jeg hjernen min til å alltid være i sin gode modus?»
Kahanas undersøkelse av hukommelse kulminerte med en landemerkestudie, publisert i januar i fjor, der han og et team av forskere brukte dataintervensjoner på en gruppe på 47 epilepsipasienter, og leverte en puls av elektrisitet direkte til hjernen akkurat da en hukommelsessvikt var i ferd med å skje. Dette gjorde de via elektroder som var implantert direkte inn i pasientenes hjerner som en del av deres epilepsibehandling.
Disse elektrodene – mellom 100 og 200 per person – er i stand til å gjenkjenne hjernesignaler når en pasient prøver å huske noe, og sender en presist tidsbestemt elektrisitet til den laterale temporale cortex, den delen av hjernen som brukes til lagring og prosessering minner.
Resultatene var bedre enn selv Kahana kunne ha håpet, med hjernestimulering som førte til en 28% forbedring i tilbakekallingen. Selv om han er forsiktig optimistisk, kan han ikke holde tilbake entusiasmen.
«Jeg tror at vi er på terskelen til en ny æra innen menneskelig nevrovitenskap og menneskelig nevroterapeutikk,» sa han.
Kahana er ikke den eneste som utforsker mulighetene for hjerne-datamaskin-grensesnitt. Over hele landet utvikler forskere hjerne-datamaskin-grensesnitt (BCI) som kan brukes til å behandle alt fra hukommelsestap til talevansker til lammelser.
Bare i fjor ble pasienter i en Stanford Medicine-studie så overrasket over hukommelsesforbedringene deres etter en 90-dagers behandling med hjerneimplantater at noen få av dem nektet å få enhetene slått av.
Og i august kunngjorde Neuralink, nevroteknologi-oppstarten som eies av Elon Musk, planer om å sette inn en BCI – designet for å gi lammede pasienter muligheten til å bruke digitale enheter ved å tenke alene – i et andre menneskelig testperson.
Noland Arbaugh, en 30 år gammel mann i Arizona som ble lam fra nakken og ned etter en dykkerulykke for åtte år siden, mottok det første Neuralink-implantatet i januar i år. I en livestream i mars på X demonstrerte Arbaugh hvordan han kan bruke tankene sine til å kontrollere en datamaskinmarkør for å spille spill og e-post. I mai ble det kjent at enheten uventet hadde begynt å løsne fra Arbaughs hodeskalle, men at problemet var løst.
Musk har spådd at det vil være hundrevis av mennesker med Neuralinks innen få år og «millioner innen 10 år.»
I august avduket forskere ved Sveits’ Ecole Polytechnique Federale de Lausanne en hjerne som konverterer tanke til tekst med 91 % nøyaktighet og er enda mindre enn Neuralinks brikke.
Fremskritt skjer med så store sprang at FDA vil holde en workshop senere denne måneden om kliniske utfallsvurderinger for BCI.
«Hvis foreløpige resultater replikeres, kan vi være år, ikke tiår, borte fra en slags meningsfull hjelpeteknologi for personer med alvorlig sykdom og funksjonshemming,» sa Anna Wexler, professor ved Perelman School of Medicine som studerer etiske, juridiske og sosiale problemstillinger rundt fremvoksende teknologi.
Når vi tenker på datamaskiner som hjelper pasienter med ALS (tidligere kjent som Lou Gehrigs sykdom) med å snakke, er den første personen som kommer til hjernen vanligvis Stephen Hawking, den anerkjente teoretiske fysikeren som snakket med en mikroprosessmaskin drevet av Intel. Mens han kunne kommunisere, hørtes stemmen hans metallisk ut, som en robot i en science fiction-film.
Men for 45 år gamle Casey Harrell, som mistet evnen til å snakke på grunn av ALS, har et hjerne-datamaskingrensesnitt kalt BrainGate2 gitt ham tilbake stemmen – hans faktiske stemme.
Det har gitt Harrell muligheten til å kommunisere med sin 5 år gamle datter.
«Hun hadde ikke hatt evnen til å kommunisere så mye med meg på omtrent to år …» fortalte Harrell til Scientific American i en historie fra august 2024. «Jeg kan hjelpe moren hennes med å bli foreldre til henne. Jeg kan ha et dypere forhold til henne og fortelle henne hva jeg tenker. Jeg kan ganske enkelt fortelle henne hvor mye jeg elsker henne.»
David Brandman, en UC Davis nevrokirurg som hjalp til med å utvikle hjernebrikken, sa at BCI tolker hjernesignaler som deretter reproduseres av en stemmeassistentprogramvare.
«Systemet er omtrent 97% nøyaktig, og lar ham si ord fra en ordbok på 125 000 ord,» sa Brandman til The Post. «Ved å bruke kunstig intelligens har vi også gjenskapt lyden av stemmen hans slik at teksten kan snakkes høyt av datamaskinen for å høres ut som ham før han ble diagnostisert med ALS.»
For hukommelsen blir utfordringene litt mer grumsete. En persons hukommelse ebber og flyter, og problemet er ikke alltid konsekvent. Det handler ikke alltid om å prøve å gi generell forbedring av hukommelsesytelsen, ifølge Brent Roeder, Ph.D., men «å forbedre hukommelsesytelsen for spesifikk viktig eller presserende informasjon, for eksempel ‘tok jeg medisinen min i morges? ‘»
Roeder, en stipendiat ved avdelingen for translasjonell nevrovitenskap ved Wake Forest University School of Medicine, studerer hvordan man kan replikere individuelle koder innenfor hippocampal aktivitet for spesifikk minneinformasjon.
Han og hans medforskere oppnådde dette med en «minneprotese», en elektrode satt inn i hjernen som samhandler med hippocampus, og gjør nevrale registreringer når en pasient utfører en spesifikk minneoppgave. «Når disse unike minnekodene ble opprettet, brukte vi dem til å stimulere under minneoppgaven for å finne ut om vi kunne øke pasientens minneytelse,» sier Roeder.
Med andre ord, de kodet minner for fremtidig referanse, og skapte Post-It-lapper for å minne hjernen på hva den hadde glemt.
Som de oppdaget, hjalp det pasienter med å huske veldig spesifikk informasjon. Det forbedret ikke bare hukommelsen deres totalt sett – selv om det gjorde det, med hukommelsesøkninger alt fra 11 % til 54 % – men spesifikt hukommelsesbortfall som forstyrrer dagliglivet, som å glemme hvor de la bilnøklene eller hvis de slo seg av komfyren.
En fordel med denne typen tilnærming er at den ikke er begrenset til en spesifikk tilstand, sa Roeder: «Håpet er at når den er klar for klinisk bruk, vil den kunne brukes til å behandle enhver tilstand som svekker hukommelsesfunksjonen , fra traumatisk hjerneskade til demens og Alzheimers.»
Så spennende som forskningen er, er det fortsatt spørsmålet om hvordan denne teknologien vil bli brukt. Eller, som Wexler sa det, «uskarpheten av linjer mellom BCI-er for behandling og forbedring.»
«Hvis en implantert BCI tillot folk å skrive med samme hastighet som vi kan skrive med fingrene eller diktere med stemmene våre, tviler jeg på at de fleste ville være interessert,» sa Wexler. «Men hvis det kan gi en virkelig betydelig eller målbar forbedring – noe som ikke har blitt demonstrert – det er da ting blir interessant.»
Det ser ut til å være det Musk regner med. I en 10. juli-video postet til X, hevdet han at det langsiktige målet med Neuralink er å «gi folk superkrefter» og gi funksjonalitet «langt større enn et normalt menneske.»
Men forskere som Roeder deler ikke disse ambisjonene. «Fokuset for vår forskning har alltid vært å gjenopprette funksjon som har blitt svekket på grunn av sykdom eller skade,» sa han til Post. «Vi føler at det å gi noen tilbake det de har mistet er en superkraft.»
Bare det å få teknologien til det punktet hvor den blir allment tilgjengelig vil være ingen liten prestasjon. Det innebærer tross alt hjernekirurgi. Som Tom Oxley, administrerende direktør ved brain-interface startup Synchron sa under en TED-foredrag i 2022: «Hjernen liker egentlig ikke å ha nåler satt inn i den.»
Kahana er enig i at dette er et hinder. «Vi kan ikke modulere hjernen din med en raygun fra langt unna,» sa han. «Så for at dette skal fungere, må du komme inn i hjernen.» Men, legger han til, det blir tryggere og tryggere å gjøre det. – Så mye har endret seg de siste årene. Bildebehandlingen er bedre, elektrodene er små. Når tiden kommer, ville jeg ikke nøle med å få denne prosedyren gjort på meg selv.»
Han var med å grunnlegge Nia Therapeutics for å hjelpe kommersialisere hjerneimplantatene, med finansiering fra Defense Advanced Research Projects Agency, en del av et forsøk på å hjelpe veteraner med hjerneskader. Men det er også personlig for ham.
«Jeg har en sønn som ikke kan snakke, han kan ikke si et tydelig ord. Han bruker en enhet for å kommunisere, noe som du kan forestille deg er utrolig vanskelig. Søk gjennom menyer for å finne det rette ordet. Han vet hva han vil si, men hvordan oversetter du det hjernemønsteret til talespråk?» Kahana forklarte. «Du og jeg gjør det så lett at vi tar det for gitt. Men hvis noen kunne utvikle en teknologi for å dekode disse hjernesignalene, vel … det ville virkelig vært noe.»
