Das menschliche Gehirn ist das mysteriöseste Organ des Körpers und eines der komplexesten Rätsel, die dem Universum bekannt sind. Wissenschaftler versuchen immer noch herauszufinden, was unsere Träume verursacht, warum wir eines Tages plötzlich vergessen, wer wir sind oder wo die Grenze des Bewusstseins liegt. Sie konnten auch nicht klären, wo unser Verstand aufhört oder beginnt und wo unser Gehirn. Die Lösung dieser Rätsel, neben vielen anderen, ist weiterhin ein anstehendes Problem. Dazu müssen wir mit dem Wenigen beginnen, das wir sicher wissen. Hier ist eine der unwiderlegbaren Wahrheiten der Neurowissenschaften: Ende des 19. Jahrhunderts stellte Santiago Ramón y Cajal Neuronen als einzelne Elemente des Nervensystems dar, was ihn zum ersten Spanier machte, der 1906 den Nobelpreis für Medizin erhielt.
Diese Zellen kommunizieren miteinander und bilden ein Netzwerk von Verbindungen. Seine Aufgabe ist es, Reize aus der Umgebung zu empfangen und sie in Form von Nervenimpulsen an ein anderes Neuron oder eine motorische Zelle weiterzuleiten, die eine Reaktion hervorrufen. Unsere Gedanken, Emotionen und Erinnerungen sind in diesen Gehirnwellen kodiert. Neuronale Verbindungen funktionieren bei gesunden Menschen normal, aber sie können durch Krankheit, Verletzung oder mangelnde Entwicklung gestört werden. Wenn es passiert, finden wir Patienten mit Depressionen, Schizophrenie oder bipolaren Störungen. Auch Alzheimer, Parkinson, Multiple Sklerose und andere Arten von neurologischen Erkrankungen. Die Entwicklung der Technologie hat neue Techniken hervorgebracht, um zu entdecken, wie sich das Gehirn angesichts von Krankheiten verändert, und um genauer erkennen zu können, welche Bereiche geschädigt sind.
Künstliche Intelligenz: Der Algorithmus, der uns beibringt, wo wir suchen müssen
Heutzutage gibt es viele Modalitäten von Gehirnscans, die zusammen mit Technologien wie künstlicher Intelligenz für die klinische Diagnose verwendet werden. Forschungsteams auf der ganzen Welt haben Algorithmen entwickelt, die in der Lage sind, Tausende von MRTs zu analysieren und Anomalien zu erkennen, um Ärzte zu warnen, wo sie suchen müssen. Ng Wai Hoe, medizinischer Direktor des National Institute of Neuroscience of Singapore, erklärt im Bericht 2019 der Bankinter Foundation über Neurowissenschaften, wie er KI zum Lesen der Ergebnisse der Magnetresonanztomographie einsetzt. „Bei Fällen von Hirnverletzungen besteht das Ziel darin, der KI zu ermöglichen, den Scanner schneller zu überprüfen, ihn für den Radiologen zu markieren und zu sagen: ‚Hey, Sie müssen sich dieses Bild sofort ansehen’“, erklärt Ng Wai Hoe. „Tatsächlich haben wir in unseren Notfällen bereits damit begonnen und wir sehen, dass es eine schnellere Triage von Patienten und eine unmittelbarere Intervention ermöglicht hat.“
Eine weitere der von Experten am häufigsten erwähnten Anwendungen dieser Technologie ist ihre Fähigkeit, Behandlungen zu personalisieren. Jede Krankheit ist bei jedem Patienten anders. Zum Beispiel verändert eine Depression die Gehirnwellen bei jedem Menschen unterschiedlich, und die Entwicklung neuer Technologien macht es einfacher, einen Weg zu finden, um die spezifischen Aspekte dieser Krankheit zu identifizieren und einen individuellen Weg, sie anzugehen. Im selben Bericht sagt Ricardo Gil Da Costa, ein kognitiver Neurophysiologe, der seit Jahren an den US-amerikanischen National Institutes of Health arbeitet: „Je mehr Daten gesammelt werden, desto mehr können Patientenbehandlungen mithilfe von KI personalisiert werden.“ Als Beispiel nennt Da Costa einen Fall aus der Praxis: Bei einer Migräne kann man bereits bis zu 72 Stunden vor Auftreten der ersten Symptome erkennen, wann die Entzündung ansteigt, was es ermöglicht, präventiv zu handeln und die Dauer und Schwere von Krisen zu reduzieren.
Tragfähig: ein Scanner der Aktivität von Neuronen
All diese Fortschritte deuten darauf hin, dass es sehr nützlich wäre, Geräte zur Überwachung der Gesundheit unserer Neuronen zu haben. „Ein Gerät, das Patienten jeden Tag für eine Weile zu Hause nutzen können, um die Informationen ihres Körpers zu analysieren, zu personalisieren und das ihnen sagen kann, wann in ihrem speziellen Fall eine Krise kommt“, erklärt Da Costa. Dieses Gerät gibt es bereits: Es ist ein System namens Brain Station, das eine drahtlose Elektroenzephalographie durchführt: Es wird auf der Stirn von Patienten platziert und scannt die Gehirnaktivität.
Tragfähig wie diese verbreiten sich in der Diagnose und Behandlung von psychischen und neurologischen Erkrankungen. Sie dienen längst nicht mehr nur als Armbanduhren, um zu wissen, wie schnell das Herz beim Sport schlägt. Inzwischen gibt es Initiativen, die sogar versuchen, daraus die Absichten der Träger abzuleiten, was für Patienten mit psychischen Problemen hilfreich sein kann. Ein Projekt am Deutschen Institut für Künstliche Intelligenz hat Geräte entworfen, die so klein sind, dass sie an der Kleidung getragen werden können und das Verhalten des Trägers analysieren. Durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz lernt das System die Arbeitsweise des Benutzers, seine Erfahrungen und Fähigkeiten. Für den Moment danke an all diese Informationen, die mit denen gesammelt wurden Tragfähig sie können Müdigkeit und Müdigkeit beobachten und hoffen, bald Depressionen erkennen zu können.
Virtual Reality: Wenn Rehabilitation zum Spiel wird
Auch andere Technologien werden neu erfunden: Es geschieht mit der virtuellen Realität, die mit der Welt der Unterhaltung und Videospiele verknüpft ist, aber auch vielversprechend für die Rehabilitation von Patienten mit neurologischen Erkrankungen ist. Begoña Benito bestätigt dies. Sie ist 49 Jahre alt, Verwaltungsangestellte und seit drei Jahren an Multipler Sklerose erkrankt. Bis dahin wurden einige ihrer Symptome mit der Müdigkeit des Tages verwechselt: Sie hatte Müdigkeit und manchmal schliefen ihre Extremitäten ein. Aber was mit ihm passierte, war, dass die Neuronen in seinem Nervensystem Myelin verloren, eine weiße Substanz, die diese Zellen bedeckt und die es einfacher macht, dass Nervenimpulse normal von einem Neuron zum nächsten übertragen werden.
Infolgedessen verursacht diese Krankheit Probleme mit Mobilität, Gleichgewicht, Problemen mit den Extremitäten, sensorischen, visuellen und kognitiven Veränderungen und Müdigkeit, erklärt Dr. Virginia Meca, Neurologin und Koordinatorin der Abteilung für Demyelinisierungskrankheiten am Hospital de la Princesa, die schlägt vor, Patienten mit dieser Krankheit mit einer Virtual-Reality-Brille zu rehabilitieren. „Vor Beginn dieses Projekts sahen wir bei Patienten Schwierigkeiten, die Rehabilitation aufrechtzuerhalten. Wir glauben, dass es für sie attraktiv sein könnte, den Prozess in ein Spiel umzuwandeln, um diesen Teil ihrer Behandlung einzuhalten“, sagt Meca. Obwohl sie noch keine schlüssigen Ergebnisse haben, versichert Begoña Benito, die die Brille seit Dezember trägt, dass sie ihr körperlich und kognitiv hilft. „Ich habe mein Gedächtnis und mein Gleichgewicht verbessert. Das Physische wird sehr rehabilitiert, was am offensichtlichsten ist, aber auch der Geist“.
Beim Aufsetzen der Brille können die Patienten zwischen mehreren Bildschirmen wählen, die verschiedene Aktivitäten vorschlagen, die ihnen helfen, sich zu bewegen. „Obwohl es die konventionelle Rehabilitation nicht ersetzt, hilft es uns, die Therapietreue zu verbessern“, sagt Dr. Arancha Vázquez, Rehabilitationsärztin im selben Krankenhaus. Ziel ist es, dass Patienten die Übungen zu Hause durchführen können. “Wir versuchen, die Ressourcen der Sozialversicherung anzupassen, weil diese Behandlung im öffentlichen Gesundheitswesen angewendet wird”, sagt Vázquez. In Zukunft wollen sie es auch auf andere Krankheiten mit ähnlichen Symptomen anwenden.
„Wir können einige der Lektionen, die wir aus der Gamifizierung gelernt haben, auf medizinische Interventionen anwenden, um die Einhaltung zu fördern und die Teilnahme zu erleichtern“, stimmt Walter Greenleaf zu, ein Wissenschaftler am Virtual Human Interaction Lab der Stanford University, der an neuen Interventionen forscht für Depressionen, Autismus, Asperger-Syndrom und Suchterkrankungen.
„Wenn es um die Behandlung von Suchterkrankungen geht, können wir dem Patienten eine virtuelle Umgebung bieten, um seine Verweigerungskompetenz oder sein Selbstvertrauen zu üben; Mit Patienten mit Autismus-Spektrum-Störung können wir soziale Interaktionen üben und nonverbale Kommunikation, Körpersprache, Mimik übertreiben …“, erklärt Greenleaf. Die Anwendungen dieser Technologie zur Unterstützung der Genesung von Patienten sind vielfältig.
Jetzt, wo Virtual Reality nicht mehr nur für Spiele gedacht ist, hat Big Tech Milliarden von Dollar in die Entwicklung dieser Technologie gesteckt. „Und sie werden diese Investition nicht durch die Trainings- und Gaming-Industrie wieder hereinholen“, sagt Greenleaf. „Der medizinische Sektor ist einer der Sektoren, die am meisten in diesen Bereich investieren.“
Glossar
Neurowissenschaft. Wissenschaft, die untersucht, wie das Nervensystem funktioniert. Es versucht zu beantworten, wie das Gehirn aufgebaut ist, wie sich kognitive Fähigkeiten entwickeln und wie Hirnkrankheiten entstehen. Sie wird unter anderem von Biologie, Psychologie oder Neurotechnologie genährt.
Demyelinisierende Krankheiten. Sie sind diejenigen, die die Produktion von Myelin im zentralen Nervensystem beeinflussen. Myelin ist eine weiße Substanz, die Nervenfasern umhüllt und die Signalübertragung zwischen ihnen erleichtert. Demyelinisierung kann zu Organ- und Muskelfehlfunktionen führen. Eine der häufigsten Erkrankungen ist Multiple Sklerose. Derzeit sind demyelinisierende Erkrankungen nicht heilbar, obwohl sie behandelt werden, um die Symptome zu minimieren.
