Кіріспе

Нейротехнология – жүйке жүйесімен байланысып, оның қызметін бақылауға немесе өзгертуге мүмкіндік беретін технология. Нейротехнологияға жүйке қызметін бақылау немесе өзгерту үшін қолданылатын кез келген әдіс немесе электрондық құрылғы жатады. Нейротехнологиялардың негізгі мақсаттарына нейрондық белсенділікті оқып, оның арқасында нейропротездер сияқты сыртқы құрылғыларды басқару, нейромодуляция арқылы нейрондық белсенділікті өзгертіп неврологиялық аурулардың салдарынан бұзылған функцияларды қалпына келтіру немесе жақсарту, сондай-ақ танымдық қабілеттерді арттыру кіреді. Нейротехнологиялар емдік немесе коммерциялық қолданысқа ие болғанмен қатар, нейробиология саласындағы білімді дамыту үшін зерттеу құралы ретінде де маңызды. Нейротехнологияның мысалдарына терең ми стимуляциясы, оптогенетика және фотофармакология негізіндегі фотостимуляция, транскраниалды магниттік стимуляция, транскраниалды электрлік стимуляция және ми-компьютер интерфейстері, соның ішінде кохлеарлық және ретиналық имплантаттар жатады.

Өмірбаян

Нейротехнология саласы жарты ғасырға жуық уақыттан бері дамып келеді, бірақ соңғы жиырма жылда ғана толыққанды деңгейге жетті. Миды бейнелеу технологиясының пайда болуы осы салаға революция жасады, зерттеушілерге тәжірибелер кезінде мидың қызметін тікелей бақылауға мүмкіндік берді. Нейротехнология фармацевтика саласында, мысалы, депрессияға, ұйқыға, ЖСҚ (ADHD) немесе антиневротиктерге қарсы дәрілерден бастап, қатерлі ісіктерді сканерлеуге, инсульттен кейінгі оңалтуға және тағы да басқаларға қолданылады. Көптеген мамандар мидың не істейтінін және ол өмір салтына және мінез-құлқына қалай әсер ететінін бақылауға және пайдалануға ұмтылады. BrainAge сияқты ойындар мен Fast ForWord сияқты бағдарламалар мидың жұмысын жақсартуға бағытталған және олар нейротехнологиялардың қатарына жатады. Қазіргі заманғы ғылым мидың дерлік барлық аспектілерін бейнелей алады және оның қызметінің белгілі бір деңгейін басқара алады. Бұл депрессияны, жоғары белсенділікті, ұйқының жетіспеуін және басқа да көптеген жағдайларды бақылауға көмектеседі. Терапиялық тұрғыдан алғанда, бұл инсульттан кейін қозғалыс координациясын жақсартуға, мидың жұмысын күшейтуге, эпилепсиялық ұстамаларды азайтуға (эпилепсияға қараңыз), дегенеративті қозғалыс ауруларымен (Паркинсон ауруы, Хантингтон ауруы, АЛС) ауыратын науқастардың жағдайын жақсартуға және тіпті фантомдық ауырсынуды жеңілдетуге көмектеседі. Саладағы жаңа жетістіктер неврологиялық проблемалары бар науқастарға көптеген жаңа жақсартулар мен оңалту әдістерін ұсынады. Нейротехнология революциясы 2007 жылы басталған "Ақыл-ойының онжылдығы" (Decade of the Mind) бастамасына жол ашты. Бұл сонымен қатар мидан сана мен ойдың қалай пайда болатынының механизмдерін анықтау мүмкіндігін де ұсынады.

Терең миды ынталандыру

Қазіргі уақытта қозғалыс бұзылыстары бар науқастардың өмір сапасын жақсарту мақсатында терең ми стимуляциясы қолданылуда.

Транскраниалды магниттік стимуляция

Транскраниалды магниттік стимуляция (ТМС) – мидың белгілі бір аймақтарындағы электрлік белсенділікті өзгерту үшін миға магниттік өрістерді қолдану әдісі. Бұл зерттеу саласы қазіргі уақытта осы технологияны жақсырақ түсінуден туындауы мүмкін пайдаларға байланысты көп назар аударуда. Мидағы бөлшектердің транскраниалды магниттік қозғалысы дәрілік заттарды нақты нысанаға жеткізуде үміт береді, себебі зерттеулер бұл ми физиологиясына зиян келтірмейтінін көрсеткен. Транскраниалды магниттік стимуляция – мидың қалай жұмыс істейтінін зерттеудің салыстырмалы түрде жаңа әдісі және осы әдіс мінез-құлық бұзылыстары, эпилепсия, ПТСР, мигрень, галлюцинациялар және басқа да ауруларға бағытталған көптеген зерттеу лабораторияларында қолданылады.

Транскраниалды бірқалыпты токпен ынталандыру

Транскраниалды тұрақты ток стимуляциясы (ТДКС) – бас терісіне орналастырылған электродтар арқылы берілетін тұрақты, төмен ток қолданылатын нейростимуляцияның бір түрі. ТДКС әсерінің негізгі механизмдері әлі толыққанды түсінілмеген, бірақ нейротехнологиядағы соңғы жетістіктер ТДКС кезінде мидың электрлік белсенділігін тірі организмде (in vivo) бағалауға мүмкіндік береді, бұл осы механизмдерді түсінуді дамытуға көмектеседі. Дені сау ересектерде ТДКС-ті қолдану бойынша жүргізілген зерттеулер, ТДКС-тің мидың стимуляцияланатын аймағына байланысты түрлі тапсырмаларда когнитивтік қабілетті арттыра алатынын көрсетті. ТДКС тілдік және математикалық қабілеттерді жақсарту үшін қолданылған (бірақ ТДКС-тің бір түрі математиканы үйренуді тежейтіні анықталды), сондай-ақ зейін шоғырландыру, мәселелерді шешу, есте сақтау, координацияны жақсарту және депрессия мен созылмалы шаршауды жеңілдету үшін де пайдаланылады.

Электрофизиология

Электроэнцефалография (ЭЭГ) – ми толқындарының белсенділігін инвазивті емес түрде өлшеу әдісі. Басқа және бас терісіне бірнеше электродтар орналастырылады және электр сигналдары өлшенеді. Клиникалық жағдайларда ЭЭГ эпилепсияны, сондай-ақ инсульт пен ми ісігінің болуын зерттеу үшін қолданылады. Электрокортикография (ЭКоГ) ұқсас принциптерге негізделген, бірақ мидың бетіне инвазивті электродтарды имплантациялауды қажет етеді, бұл жергілікті өріс потенциалын немесе әрекет потенциалын жоғары сезімталдықпен өлшеуге мүмкіндік береді. Магнитоэнцефалография (МЭГ) – мидағы электр токтерінен туындайтын магнит өрістерін өлшеу арқылы ми белсенділігін өлшеудің тағы бір әдісі. ЭЭГ орнына МЭГ қолданудың артықшылығы – бұл өрістердің жоғары локализацияланғандығы және нақты ошақтардың стимуляцияға қалай реакция жасайтынын немесе бұл аймақтардың қоздырылғандығын (эпилептикалық ұстамалардағыдай) жақсырақ түсінуге мүмкіндік беруі. ЭЭГ және МЭГ травмадан кейінгі қалпына келтіру мен жақсаруды бағалау, сондай-ақ эпилепсиясы немесе жекелік бұзылыстары бар пациенттердің белгілі бір аймақтарындағы нейрондық өткізгіштікті тексеру сияқты әлеуетті қолданыстарға ие. ЭЭГ ұйқы кезінде мидың тынығуын түсінуде маңызды рөл атқарады. Сол сияқты, нақты уақыт режиміндегі функционалдық МРТ (fMRI) ауырсыну терапиясының әдісі ретінде зерттелуде, адамдар ауырсыну сезімінде мидың қалай жұмыс істейтінін білгенде, олардың ауырсынуды қабылдауын өзгертуге болады. Тікелей және түсінікті кері байланыс беру арқылы зерттеушілер созылмалы ауырсыну синдромымен ауыратын науқастарға симптомдарын азайтуға көмектесе алады.

Имплантаттар

Нейротехнологиялық имплантаттар мидың белсенділігін жазуға және пайдалануға мүмкіндік береді, соның арқылы пайдаланушыға кері байланыс беретін немесе жоғалған биологиялық функцияларды алмастыратын басқа құрылғыларды басқаруға болады. Клиникалық қолдануда ең көп таралған нейроқұралдар – Паркинсон ауруымен ауыратын науқастарға субталамустық ядроға имплантацияланатын терең ми стимуляторлары.

Дәрілік заттар

Фармацевтикалық заттар ми химиясының тұрақтылығын сақтауда маңызды рөл атқарады және жалпы халық пен медицинада ең көп қолданылатын нейротехнология болып табылады. Сертралин, метилфенидат және золпидем сияқты дәрілер мида химиялық модуляторлар ретінде әрекет етеді, бұл физиологиялық жағдайларда қалыпты жұмыс істей алмайтын көптеген адамдарға қалыпты қызмет етуге мүмкіндік береді. Дәрі-дәрмектердің өз саласы бар, бірақ олар көбінесе еске алынбайды, алайда қазіргі қоғамда олардың рөлі ең кең таралған және жиі кездесетін рөл болып табылады. Дәрі жеткізу үшін магниттік бөлшектерді мидың нақты аймақтарына жылжыту – зерттеудің жаңа саласы және бұл анықталатын тізбектерге зақым келтірмейді.

Жеке тұлға

Бұл жағдайда жеке тұлға – жеке жалғастықты білдіреді, ол дене және психикалық тұтастық пен олардың уақыт өте келе сақталуы ретінде сипатталады. Басқаша айтқанда, бұл жеке адамның өзі туралы айтуы және өзінің түсінігі. Жекелікті бұзу нейротехнологиялардың жалпы мақсаты болмаса да, кейбір әдістер әртүрлі деңгейдегі жағымсыз өзгерістерді тудыруы мүмкін. Мысалы, мидың терең стимуляциясы Паркинсон ауруын емдеу үшін кеңінен қолданылады, бірақ ол дауыс модуляциясының жоғалуы, импульсивтіліктің күшеюі немесе өзіне-өзі шексіздік сезімі сияқты жеке тұлға тұжырымдамасына әсер ететін қосымша әсерлерге ие болуы мүмкін. Нейропротездер мен ми-компьютер интерфейстері жағдайында өзгеріс өзінің сезімін кеңейту түрінде болуы мүмкін, құрылғыны өзінің ажырамас бөлігі ретінде қабылдау немесе пайдаланушыға дәстүрлі сезімдерден асып түсетін сезімдік және танымдық арналардың ауқымын кеңейту. Жеке тұлғаға қандай өзгерістер қауіп төндіретінін анықтаудағы қиындықтардың бірі оның динамикалық табиғатында жатыр: адамның жекелігі мен өзінің түсінігі эмоционалдық даму мен өмірлік тәжірибе нәтижесінде уақыт өте келе өзгеруі мүмкін болғандықтан, нақты критерийлерді анықтау және қабылданатын өзгерістер мен проблемалық өзгерістер арасындағы шекараны жүргізу оңай емес. Психологиялық процестерге әсер етуге бағытталған нейротехнологиялармен жұмыс істегенде бұл одан да қиын: мысалы, депрессия немесе посттравматикалық стресс синдромының (ПТСР) симптомдарын азайту үшін эмоциялық күйлерді немесе естеліктердің маңыздылығын өзгерту арқылы емдеу. Тіпті науқасқа естеліктерін қайтаруға көмектесу, бұл жеке тұлғаны сақтауға көмектеседі деп ойлағанда да, деликатты мәселе болуы мүмкін: «Естен шығару адамның әлемде қалай өмір сүретіні үшін де маңызды, өйткені ол ұятты немесе қиын естеліктерді ұмытуға және болашаққа бағытталған іс-әрекеттерге назар аударуға мүмкіндік береді. Сондықтан естеліктерді сақтау арқылы жеке тұлғаны нығайтуға тырысу, саналы түрде басқарылмаса, құнды танымдық процеске зиян келтіру қаупін тудырады». Агенттік – адамның шешімдерді немесе таңдауды саналы түрде жасап, жеткізе білу қабілеті. Жеке тұлға мен агенттік ерекше болғанымен, агенттікке кедерес келтіру жеке тұлғаның өзіне зиян келтіруі мүмкін: субъект өзінің өзі туралы айтуын маңызды түрде өзгерте алмайтын болуы мүмкін, сондықтан жеке тұлғаның қалыптасуының динамикалық процесіне үлес қосу қабілетін жоғалтады. Бұл, парадоксалды түрде, науқастарға агенттікке қайта қол жеткізуге арналған нейротехнологиялар үшін де орынды болуы мүмкін, мысалы, нейропротездер және ми-компьютер интерфейсі арқылы көмектесетін технологиялар, мысалы, мүгедектер креслолары немесе компьютерге қол жеткізу құралдары. Бұл құрылғылар көбінесе сенсорлық кіріс немесе пайдаланушының нейрондық деректерін түсіндіру арқылы жұмыс істейді, содан кейін адамның ниетін бағалап, оған сәйкес жауап береді, ал бағалау қателіктері агенттікке қауіп төндіретін дәл емес немесе қаламаған жауаптарға әкелуі мүмкін: «Егер агенттің ниеті мен құрылғының шығысы үйлеспесе (мәтіндік хабарламадағы автоматты түзету кейде пайдаланушының ниетін дұрыс түсінбей, проблемалық мәтіндік хабарламаларды жібергендей), пайдаланушының агенттік сезімі күңкірейеді». Бұл термин нейротехнология саласындағы прогресс жағдайы мен мақсаттарына қатысты көптеген этикалық айналымдарда маңызды (нейроэтиканы қараңыз). Қазіргі жетістіктер, мысалы, «мидің саусақ іздерін алу» немесе ЭЭГ немесе функционалдық МРТ арқылы өтірік анықтау, мидағы локустар мен эмоциялық қатынастардың тұрақтылығын арттыруы мүмкін, бірақ бұл технологиялардың толыққанды қолданылуына әлі бірнеше жыл бар. Осы нейротехнологиялардың қоғамның болашағына қалай әсер етуі мүмкін екенін қарастыру маңызды, және бұл жаңа технологияларды енгізу туралы саяси, ғылыми және азаматтық пікірталастарды тыңдау қажет, олар бұрын жеке болған ақпараттың жаңа байлығын ұсынуы мүмкін. Кейбір этикашылар ТМС-тің қолданылуына да алаңдайды және бұл әдіс пациенттің қалауына қарсы пациенттерді өзгерту үшін қолданылуы мүмкін деп қорқады.

Танымдық еркіндік

Когнитивтік еркіндік – нейротехнологиялар мен психоактивті заттарды қолдану арқылы өздерінің ойлау қабілетін, танымдық және саналық процестерін өздері бақылауға құқығы бар жеке тұлғаның өзін-өзі анықтау құқығын білдіреді. Бұл құқық, тиісті заңнаманы реформалау және дамыту үшін маңызды.