Φτάσαμε στο σπίτι του στο Μπρούκλιν, ένα ωραίο πρωινό Σαββάτου, όπου μας υποδέχτηκε όπως πάντα με την εξαιρετική του εγκαρδιότητα, για να συνεχίσουμε και να του πάρουμε συνέντευξη πιο συγκεντρωμένα σε ένα κοντινό καφέ. Συζητήσαμε δυόμιση ώρες, όμως την ώρα που αποχωριζόμασταν νιώσαμε ότι μόλις είχαμε ξεκινήσει. Τόσο σημαντικές είναι οι έρευνές του, που θα χρειάζονταν πολλές ακόμη ευκαιρίες ερωταπαντήσεων, στην προσπάθεια κατανόησης του τρόπου που θα μπορούσε να βοηθήσει το μυαλό να λειτουργήσει καλύτερα. Ομοίως, στη μέση έμεινε και η επίσκεψη που είχαμε στο εργαστήριο του, για να τον δούμε να κινείται στο φυσικό του πεδίο, αυτό της έρευνας. Ο Lucas Parra είναι πολύ αφοσιωμένος σε αυτό που κάνει και αυτό που μπορούμε να βεβαιώσουμε, είναι ότι βάζει πολύ πάθος στη δουλειά του. Είναι καθηγητής Βιοϊατρικής Μηχανικής στο City College της Νέας Υόρκης, με διδακτορικό στη Φυσική. Είναι επίσης συνιδρυτής των νεοφυών επιχειρήσεων: soterixmedical.com y neuromatters.com
Στο επιστημονικό πεδίο, ποια ακριβώς είναι η εξειδίκευση σας;
Κάνω διάφορα πράγματα. Άρχισα να εργάζομαι στη Φυσική, στη συνέχεια στη Μηχανική και έπειτα μετακινήθηκα προς τη Βιοτεχνολογία. Από εκεί ανέπτυξα αρκετά έργα που μου επέτρεψαν να μετακινηθώ προς ένα πιο ιατρικό πεδίο, αυτό της νευροεπιστήμης. Αυτή τη στιγμή μελετώ τον εγκέφαλο. Και στο πλαίσιο του εγκεφάλου κάνω κυρίως Μηχανική. Οπότε τα έργα με τα οποία καταπιάνομαι έχουν να κάνουν με εγκεφαλική διέγερση για θεραπευτικούς σκοπούς. Κάνω ηλεκτροδιέγερση. Μία άλλη πτυχή, είναι η ερμηνεία των σημάτων του εγκεφάλου, αυτό που αποκαλούμε «ανάγνωση εγκεφάλου», ερμηνεύοντας τα σήματα τους σε πραγματικό χρόνο. Έτσι, αν έπρεπε με λίγα λόγια να περιγράψω αυτό που κάνω, είναι να διαβάζω και να γράφω τον εγκέφαλο.
Ποιοι είναι οι μηχανισμοί του εγκεφάλου που διαβάζεις ή γράφεις;
«Διαβάζω» και «γράφω» είναι τρόπος του λέγειν, όμως αυτό που κάνω καλύτερα θα σας το περιγράψω στη βάση των έργων στα οποία συμμετέχω. Ένα από αυτά, στο οποίο δουλεύω σκληρά τα τελευταία χρόνια, είναι η ηλεκτροδιέγερση, για θεραπευτικούς σκοπούς. Για παράδειγμα, έχουμε ένα project σχετικό με την αποκατάσταση ασθενών που υπέστησαν εγκεφαλικό επεισόδιο ή εγκεφαλικό έμφραγμα. Όταν παθαίνεις ένα έμφραγμα, έχει ως αποτέλεσμα να χάνεις διάφορες λειτουργίες, μπορεί να έχεις δυσκολίες στην ομιλία και θα πρέπει να μάθεις να το κάνεις ξανά, να ανοίξεις νέα κυκλώματα, για να μάθεις ξανά και να αναπτύξεις αυτές τις λειτουργίες που έχεις χάσει. Η ηλεκτροδιέγερση στην κυριολεξία είναι το να εφαρμόζεις ρεύμα στο κεφάλι. Και φαίνεται ότι έχει κάποια οφέλη, όχι πάρα πολλά, αλλά βοηθά τους ανθρώπους να μάθουν πιο γρήγορα. Το ερώτημα που τίθεται είναι γιατί συμβαίνει αυτό. Μπορούμε να το κάνουμε πιο αποτελεσματικό;
Θα μπορούσαμε να τη χρησιμοποιήσουμε χωρίς να έχει προηγηθεί εγκεφαλικό έμφραγμα, απλώς για να μάθουμε;
Ναι, ίσως… Όμως εγώ εστιάζω στην ιατρική πλευρά. Πολλοί άνθρωποι χρησιμοποιούν αυτή την τεχνική ως εργαλείο για τη διερεύνηση του εγκεφάλου. Στην περίπτωσή μου, ενδιαφέρομαι για την πτυχή της ιατρικής. Μπορούμε να βοηθήσουμε τους ανθρώπους να ανακτήσουν τις ικανότητες τους μετά από μία καρδιακή προσβολή; Μπορούμε να το κάνουμε περισσότερο αποτελεσματικά; Πώς λειτουργεί; Αυτά είναι τα ερωτήματα και προχωρώ κάνοντας ερευνητικά project για κάθε ένα από αυτά. Επίσης έχω ασχοληθεί με μία εταιρεία που κατασκευάζει συσκευές, με τρόπο που διερευνά πώς τα νευρονικά κύτταρα αντιδρούν στον ηλεκτρισμό με στόχο να φτάσει να εφαρμοστεί αυτή τη διαδικασία σε κλινικές συσκευές που θα μπορούσαν να τα διεγείρουν. Αυτή είναι ένα πεδίο με μεγάλο εύρος.
Μπορώ να σας πω περισσότερα για όλα αυτά. Όμως ο άλλος πυλώνας, είναι αυτός της ανάγνωσης του εγκεφάλου. Για πολύ καιρό, έβλεπα τα ηλεκτροεγκεφαλογραφήματα που χρησιμοποιούνται ειδικά σε περιπτώσεις επιληψίας, για να τη διαγνώσουν. Ένας απλός τρόπος για να παρατηρήσεις τι συμβαίνει στον εγκέφαλο, είναι να παρακολουθήσεις την ηλεκτρική του δραστηριότητα. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για την επιληψία, αλλά επίσης και για άλλους τύπους διαταραχών, όταν άνθρωποι έχουν δυσκολίες με τον ύπνο και μπορούμε να βάλουμε κάποια ηλεκτρόδια για να δούμε τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια του ύπνου. Αυτά τα σήματα επίσης μας δίνουν πληροφορίες για τις εγκεφαλικές διαδικασίες. Τη χρησιμοποιήσαμε για να δούμε αν μπορούμε να ερμηνεύσουμε τα σήματα του εγκεφάλου σε πραγματικό χρόνο, όπως για παράδειγμα, αν όταν έβλεπες κάτι ή όταν άκουγες κάτι, μπορούσες – κοιτάζοντας τα σήματα του εγκεφάλου – να ερμηνεύσεις τι συμβαίνει στο κεφάλι σου, ενώ επεξεργάζεσαι αυτές τις πληροφορίες.
Αυτό μας οδήγησε σε αυτό που ορισμένοι ονομάζουν «υπολογιστική διεπαφή του εγκεφάλου», που σου επιτρέπει να διαβάζεις τα σήματα σε πραγματικό χρόνο και να καταφέρεις ότι ο υπολογιστής θα ανταποκριθεί, ότι θα αντιδράσει πριν από αυτό. Οπότε αντί να χρειαστεί να μετακινήσεις το ποντίκι πάνω στο γραφείο σου, θα αρκούσε να σκεφτείς ότι μετακινείς το ποντίκι. Είναι οι εικόνες που κινούνται. Αυτή είναι γενικώς μία άλλη περιοχή έρευνας.
Το κομμάτι όμως που μου άρεσε περισσότερο, ήταν το αποτέλεσμα της παρατήρησης σε πραγματικό χρόνο των ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων ανθρώπων που παρακολουθούσαν ταινίες. Πρόκειται για μια διασκεδαστική διαδικασία που μας οδήγησε σε μία βασική ανακάλυψη, ότι δηλαδή όταν βλέπεις μία ταινία την οποία βλέπω και εγώ επίσης, τα δικά σου και τα δικά μου εγκεφαλικά κύματα ανεβαίνουν και κατεβαίνουν μαζί, συγχρονισμένα. Μπροστά σε ένα κοινό ερέθισμα, η εγκεφαλική συμπεριφορά συγχρονίζεται. Χωρίς αμφιβολία, ακόμη και όταν παρακολουθείς την ίδια ταινία, αλλά είσαι αφηρημένος, ή έχεις άλλα πράγματα στο μυαλό σου, τότε ο εγκέφαλος σου δεν είναι συγχρονισμένος με τους υπόλοιπους. Αποδεικνύεται ένας καλός τρόπος για να μετρήσεις αν δίνεις προσοχή ή όχι.
Οπότε λέμε ότι μπροστά σε ένα κοινό ερέθισμα, διαφορετικοί εγκέφαλοι συγχρονίζονται αντιδρώντας με τον ίδιο τρόπο…
Η νευρονική δραστηριότητα είναι παρόμοια μεταξύ των ανθρώπων μονάχα αν δίνουν προσοχή. Είναι ένας καλός τρόπος μέτρησης της ικανότητας προσοχής. Μία λέξη που χρησιμοποιούμαι για αυτό είναι η «αφοσίωση». Είναι μια καλή λέξη που σου λέει πόσο «αφοσιωμένος» είσαι στο ερέθισμα, «engaged» στα αγγλικά. Παρακολουθήσαμε ταινίες του Χίτσκοκ, είδαμε διαφημιστικά spot και υπάρχουν πολλά που πρέπει να μάθουμε ακόμη από τις αναρτήσεις των κοινωνικών δικτύων, του Facebook, του Twitter, κλπ.., βίντεο και όχι πλέον εικόνες, επειδή γνωρίζουμε ότι απλά το γεγονός ότι κάτι κινείται, παγιδεύει την εγκεφαλική δραστηριότητα. Και βλέπουμε ότι οι εικόνες που δεν κινούνται ή είναι πολύ αργές, δεν παγιδεύουν τον εγκέφαλό σου. Από την άλλη πλευρά, αν είναι γρήγορες εικόνες, με καλή δυναμική, είναι σε θέση να επιτύχουν συγχρονισμό μεταξύ αρκετών εγκεφάλων. Αυτό που μετράμε είναι η άμεση ανταπόκριση σε ένα ερέθισμα, μέσα σε ένα δευτερόλεπτο ή κάτι τέτοιο. Αυτό οφείλεται στον τρόπο που χρησιμοποιούμε την ηλεκτροεγκεφαλογραφία, η οποία δείχνει τις πολύ γρήγορες διακυμάνσεις που συμβαίνουν. Ταχεία νευρωνική δραστηριότητα. Οποιαδήποτε αργή διαδικασία, η οποία διαρκεί αρκετά δευτερόλεπτα ή λεπτά ή ίσως και ώρες, δεν θα μας συγχρονίσει, αφού οι σκέψεις μας δεν έχουν τις ίδιες ταχύτητες. Ακόμα κι αν οι άνθρωποι κάνουν το ίδιο πράγμα, μπορεί να το κάνουν σε διαφορετικές ταχύτητες, χωρίς να ευθυγραμμίζονται τόσο καλά. Αυτό που εμείς μπορούμε να μετρήσουμε, είναι οι γρήγορες αποκρίσεις. Υπάρχουν μέθοδοι που σου επιτρέπουν να μετρήσεις βραδύτερες αποκρίσεις, χάρη σε μαγνητικές αντηχήσεις, είναι μία τεχνική που μετράει την αιμοδυναμική απόκριση, με τρόπο που όταν μία περιοχή του εγκεφάλου ενεργοποιείται, απαιτεί περισσότερο αίμα. Τα αιμοφόρα αγγεία ανοίγουν κυριολεκτικά και υπάρχει περισσότερο αίμα, το οποίο μπορεί να μετρηθεί ως αιμοδυναμική απόκριση, όπως η δυναμική απόκριση του αίματος. Πλεονέκτημα αυτής της τεχνικής είναι ότι μπορείς να δεις μέσα, σε βάθος, τον εγκέφαλο και σε πολύ καλή ανάλυση. Αυτό την κάνει μία ενδιαφέρουσα τεχνική που σου επιτρέπει να διαβάζεις πραγματικά τον εγκέφαλο. Υπάρχουν εκείνοι που μπόρεσαν να διαπιστώσουν τη σχέση μεταξύ της εγκεφαλικής δραστηριότητας του ατόμου που λέει μία ιστορία και του ατόμου που ακούει την ιστορία. Μεταξύ αυτού που εκπέμπει και αυτού που λαμβάνει. Παρόμοιες δραστηριότητες του εγκεφάλου συμβαίνουν και στους δύο και αυτό είναι πολύ ενδιαφέρον να σημειωθεί. Επαληθεύει τη σημασία της επικοινωνίας.
Αυτός είναι ολόκληρος ένας διασκεδαστικός τομέας έρευνας που μου αρέσει. Επίσης, τα υποκείμενα που συμμετέχουν στα πειράματα περνούν καλά, κάθονται και παρακολουθούν βίντεο για μία ώρα, βλέπουν την εγκεφαλική τους δραστηριότητα, είναι πολύ ωραία.
Είτε θυμάσαι τι είδες στην ταινία είτε όχι, μπορεί παρομοίως να είναι ενδιαφέρον να επαληθεύσεις αν έχεις πετύχει αυτό το συγχρονισμό με τους άλλους.
Όλο και περισσότερο υλικό διατίθεται στο διαδίκτυο και στην πραγματικότητα οι καθηγητές δεν υπαγορεύουν πια τα μαθήματα τους, αλλά βοηθούν τους μαθητές να λύσουν προβλήματα και να διατηρήσουν αλληλεπίδραση μαζί τους, με το περιεχόμενο των μαθημάτων να παρέχεται μέσω οπτικοακουστικού υλικού που μπορούν να κατεβάσουν από το Internet. Όμως το ερώτημα που προκύπτει είναι αν οι μαθητές δίνουν πραγματικά προσοχή στα βίντεο. Είναι δύσκολο να το κάνουν. Είναι ήδη δύσκολο να το κάνεις όταν κάποιος μιλάει μπροστά σου, ακόμη περισσότερο με αυτό το διδακτικό υλικό όπου λείπει η φυσική παρουσία. Το έχουμε μετρήσει και πρακτικά οι άνθρωποι δε δίνουν καμία προσοχή σε αυτό. Ειδικά αν δεν έχει διακοπές, κινούμενα σχέδια και ψυχαγωγία που βοηθά στη μάθηση. Είναι εύκολο να διασκεδάσεις με μία ταινία, όμως δεν ενσωματώνεις νέες γνώσεις. Οπότε πώς θα προσελκύσουμε τους μαθητές να δώσουν προσοχή σε αυτά τα βίντεο; Υπάρχει μία μεγάλη συζήτηση σχετικά με αυτό.
Και ποιες ακόμα έρευνες πραγματοποιείτε;
Είναι μία πολύ ενδιαφέρουσα, που μας δείχνει πόσο ενεργοποιείται το μετωπιαίο τμήμα του εγκεφάλου κάθε φορά που κάποιος έχει συνειδητές, προσηλωμένες σκέψεις. Είναι σαν αυτή η περιοχή του εγκεφάλου να αρδεύεται σε βάθος όταν δίνουμε προσοχή σε αυτές τις προσλαμβάνουσες. Έχουμε πειραματιστεί με άτομα που έπεσαν σε κώμα και δε μπορούν να ξυπνήσουν. Είναι πιθανό τα άτομα αυτά να έχουν υποστεί εγκεφαλικές βλάβες και να έχουν φυσιολογικά προβλήματα που τους εμποδίζουν από το να ξυπνήσουν. Τότε, προσπαθούμε να κατανοήσουμε πώς αυτά τα άτομα που παραμένουν αναίσθητα και ακίνητα, μπορούν να καταλάβουν αυτό που τους λες. Μπορείς να προβλέψεις από την εγκεφαλική τους δραστηριότητα αν πρόκειται να ξυπνήσουν ή όχι; Η ιδέα είναι να τους διεγείρεις εγκεφαλικά, ενεργοποιώντας τον προμετωπιαίο φλοιό. Αυτό το σημείο είναι ένα είδος ορίου, όπου από εκεί και πέρα αρδεύει το υπόλοιπο του εγκεφάλου. Αυτή είναι η βασική ιδέα και συνδυάζω την εγκεφαλική διέγερση ώστε να προσπαθήσω να ξυπνήσω αυτούς τους ασθενείς που έχουν πέσει στην κατάσταση του φυτού. Με ηλεκτρική διέγερση, έχουμε καταφέρει το είκοσι τοις εκατό αυτών των ασθενών να παρουσιάσουν βελτίωση στην εγκεφαλική τους κατάσταση. Όταν διεγείρεται ηλεκτρικά ο εγκέφαλος, ερεθίζεται και ίσως είναι αυτός ο λόγος για τον οποίο οι νευρώνες επανέρχονται σε λειτουργία.
Οι νευρώνες είναι πολωμένα κύτταρα, εντός του κυττάρου είναι αρνητικοί και έξω από αυτό είναι θετικοί. Όμως όταν εισάγεται μία πληροφορία, η μεμβράνη ανοίγει και παράγεται μία εκκένωση. Αυτή η εκκένωση ταξιδεύει μέσω αξόνων και ανοίγει δρόμους. Επομένως, μέσα σε αυτές παράγονται διαρκώς φορτίσεις και αποφορτίσεις. Το ονομάζουμε «φωτιά», όταν ένας νευρώνας πιάνει «φωτιά». Αυτό που κάνει η ηλεκτρική διέγερση, είναι να διευκολύνει τη μεμβράνη να ανοίξει. Κατά την εφαρμογή ηλεκτρισμού, η ιδέα είναι ότι αυξάνουμε την ευαισθησία αυτής της μεμβράνης και υλοποιείται η εκκένωση. Αυτό μετράμε με το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα. Ο εγκέφαλος είναι τόσο χημικός, όσο και ηλεκτρικός. Οι μεμονωμένοι νευρώνες, όταν φορτίζονται και εκκενώνονται εκτελούν μία ηλεκτρική δραστηριότητα. Από την άλλη, η επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων, των συνάψεων, είναι αυστηρά χημική. Οι νευροδιαβιβαστές ανοίγουν και ρέουν και εμφανίζεται ένα είδος διάχυσης. Έτσι ώστε μεταξύ των νευρώνων να είναι χημική, αλλά η εσωτερική δραστηριότητα του ίδιου του νευρώνα να είναι ηλεκτρική. Η δική μου δουλειά είναι αποκλειστικά ηλεκτρική. Το ενδιαφέρον μου είναι να δω πώς επιδρά ο ηλεκτρισμός με το όλο σύστημα. Από τη μία πλευρά να μετρήσω, να «διαβάσω» τον ηλεκτρισμό που παράγεται πριν από τη δραστηριότητα του εγκεφάλου και από την άλλη, να εφαρμόσω, να διεγείρω με ηλεκτρισμό στην κλινική εργασία τους ασθενείς.
Αυτή η ιδέα της εφαρμογής ηλεκτρισμού ξεκίνησε πριν από περισσότερα από εκατό χρόνια, ενώ υπάρχουν και πολλές ταινίες σχετικά με αυτό. Οι ασθενείς που δεν ανταποκρίνονται στα φάρμακα παρόλο που δοκίμασαν πολλές αγωγές για να βγουν από την κατάθλιψη, ασθενείς που δοκίμασαν να αυτοκτονήσουν, που πειραματίστηκαν με θεραπείες ηλεκτροσόκ, παρατήρησαν αναμφισβήτητα οφέλη. Οι τεχνικές ηλεκτροσόκ έχουν δοκιμαστεί για πολλά χρόνια και έχουν αποδεδειγμένη κλινική αξία. Ικανή να δοκιμαστεί σε μικρότερη ένταση και να πετύχει τα ίδια αποτελέσματα. Εδώ και 15 χρόνια ξεκινήσαμε αυτή την προσπάθεια εφαρμογής μιας πολύ μαλακής ποσότητας ρεύματος, τόσο μαλακής όσο μία μπαταρία, που δεν παράγει καθόλου σπασμούς, τόσο που σχεδόν δεν την αισθάνεται κανείς. Δεν έχει παρενέργειες, αλλά έχει γνωστικά αποτελέσματα. Όπως για παράδειγμα αυτό που προανέφερα, τη βελτίωση στην ικανότητα μάθησης. Τώρα δουλεύω με ανθρώπους που για παράδειγμα, λόγω ενός εγκεφαλικού επεισοδίου, έχασαν την ικανότητα τους να μιλούν. Έχει αποδειχθεί ότι όσοι έχουν υποστεί ηλεκτρική διέγερση ανακτούν ταχύτερα και καλύτερα από τους ασθενείς που εκτελούν μόνο παραδοσιακές θεραπείες. Δημιουργήσαμε πρόσφατα μία συσκευή που επιτρέπει την τοπική εφαρμογή ηλεκτρικής ενέργειας σε ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου, με βάση μικρά ηλεκτρόδια, σαν να ήταν ένα κράνος. Αυτόν τον τύπο διέγερσης το σχετίζουμε με τη μάθηση χρησιμοποιώντας τον για να βελτιώσουμε τα επίπεδα προσοχής κατά τις διαδικασίες της μάθησης. Η εφαρμογή της ηλεκτρικής ενέργειας δεν έχει παρενέργειες, είναι φτηνή, όμως με ενδιαφέρει να βελτιώσω τις διαδικασίες μάθησης, πέρα από τις κλινικές περιπτώσεις που ανέφερα. Αυτά τα κράνη τα χρησιμοποιούν επί του παρόντος βασικά οι ερευνητές.
Είναι ένα πεδίο, αυτό της ηλεκτρικής ενέργειας του εγκεφάλου, συναρπαστικό για να πειραματιστείς. Έχουμε παράξει αρκετή πρόοδο και σίγουρα στο εγγύς μέλλον θα συνεχίσουμε να προοδεύουμε στην «ανάγνωση» και τη «γραφή» του εγκεφάλου.
——————
Μετάφραση από τα ισπανικά για την ελληνική Pressenza: Θοδωρής Διαμαντόπουλος.
