Brain Boosters

Klockan är 14:00 på en tisdag och jag känner mig dum och lite grinig. Jag har kvardröjande jetlag eftersom jag tog en resa till London förra veckan och flög in i går kväll från Kalifornien. Nu sitter jag på hjärnstimuleringsenheten vid National Institute of Neurological Disorders and Stroke i Bethesda, MD, med två elektroder fästa i min panna. Om ett ögonblick kommer en forskare i neurologen Eric Wassermanns labb att aktivera en pryl som är lika stor som en liten klockradio, som skickar en elektrisk ström genom min frontallob, den del av hjärnan som är mest förknippad med högre resonemang och känslor. Under de kommande 40 minuterna kommer flödet av elektroner att skapa ett elektriskt fält som gör att neuroner som har med kognition och känslor att göra lättare kan eldas.





Jag är här för att undersöka om de senaste hjärnprylarna och pillren representerar en ny gräns inom neuroförstärkning. Wassermann har redan sagt till mig att hans enhet inte kommer att förvandla mig till en Einstein. Han hoppas att det hos personer med hjärnskador eller funktionsnedsättningar från sjukdomar kommer att stimulera de kognitiva centra att fungera bättre än de annars skulle göra. Vi börjar med att testa friska människor för att få en baslinje för hur tekniken fungerar, säger han.

Andra jorden

Den här historien var en del av vårt julinummer 2007

  • Se resten av frågan
  • Prenumerera

Om två dagar planerar jag att ytterligare finjustera mitt sinne genom att ta ett brain-boost-piller. Den kallas Provigil och skiljer sig från sina föregångare genom att den tros vara hemma i en del av hjärnan som hjälper till att styra vakenhet och minne. P-pillret tillverkas av Cephalon från Frazer, PA, och dess aktiva ingrediens kallas modafinil. Läkemedlets riktade tillförsel är tänkt att förhindra biverkningar av stimulantia som sprider sig genom hjärnan och väcker upp allt. Provigil har godkänts av U.S. Food and Drug Administration för personer som har överdriven sömnighet i samband med narkolepsi eller på annat sätt störda sömnmönster - till exempel från att byta mellan skift på jobbet. Under 2006 skrevs 2,6 miljoner Provigil-recept ut. Mer än hälften av dessa var enligt uppgift för off-label användningar som behandling av uppmärksamhetsstörning och depression.



I hjärnstimuleringsenheten sätter en läkarstudent på juicen under ett vakande öga av Michael Koenigs, postdoktorn som driver experimentet. Jag känner ett lätt pirrande och kliar i hårbotten när strömmen stiger till 2,5 milliampere: en liten mängd, men tillräckligt för att ge ett ryck. Ett par minuter senare har jag en metallisk smak i munnen. Koenigs varnade mig för att detta kan hända. Hundratals människor har testats, och detta är en av de få biverkningar de har rapporterat.

Relaterade webbplatser:

  • DC-polarisering av bilateral prefrontal cortex (elektrisk stimulering)

  • Provigil

I tidigare experiment på friska människor fann Wassermann och andra att denna procedur, som kallas transkraniell likströmspolarisering, förbättrade motoriska och kognitiva prestanda. I ett test ökade en likström på vänster frontallob, med 20 procent, en persons förmåga att namnge så många ord som börjar med en viss bokstav som möjligt på 90 sekunder. Wassermanns team testar nu elektriska fält med olika laddningar mot varandra och mot en bluff, och jämför försökspersoners svar genom tester som mäter kognition, minne och känslor.

Likström som appliceras på hårbotten polariserar underliggande hjärnvävnad och skapar antingen en positiv eller en negativ laddning nära elektroden. In vitro-studier har visat att en svag ström avsevärt kan ändra avfyringshastigheten för neuroner - med en ökning eller minskning av avfyrningshastigheten som beror på orienteringen av det elektriska fältet. Bevis tyder på att ökningar i avfyring förbättrar den lokala hjärnfunktionen och minskningar gör det motsatta.



Zappa hjärnor är inte nytt. På 1960-talet användes lågnivålikström för att behandla psykiska störningar, men forskare blev mer intresserade av kemiska behandlingar tills nyligen, när neurovetare och kliniker började leta efter riktade hjärnboosters med färre biverkningar än piller. Wassermann tror att vi en dag kommer att kunna köpa en liten enhet som kan sättas in i en hatt eller fästas på ett pannband och slås på när vi behöver en hjärnboost.

Min hjärna, förändrad
Jag känner ett litet uppsving, som en medelhög koffein; det lyfter försiktigt dimman av min trötthet, även om jag inte känner mig smartare. Jag slår mig ner för att ta några tester av kognition och känslor. Mest talande är ett hasardspel som presenterar fyra virtuella kortlekar med nedåtvända kort på en datorskärm; när jag klickar på dem, vänder korten, och jag antingen vinner pengar eller förlorar dem, beroende på kortet. En ticker mäter mina vinster längst upp på skärmen. Till en början verkar korten slumpmässiga, men sedan utvecklas mönster: jag måste ta reda på vilka stackar som kommer att ge mer vinster än förluster, och vice versa. Efter några minuter försvinner min initiala milda boost. Jag förlorar på hasardspelet, men inte mycket. Nästa morgon återvänder jag efter en god natts sömn. Genom att ta speltestet utan stimulans vinner jag en blygsam summa virtuella pengar.

Senare samma dag deltar jag i ett tredje experiment. Istället för att köra en negativ ström genom elektroderna på min panna, som han gjorde första gången, applicerar Koenigs en positiv ström. Effekten på min frontallob orsakar en märkbar känsla av avslappning och en minskning av motivationen när jag spelar spelet. Konstigt nog vinner jag stort ändå. Jag upplever också en konstig känsla när jag börjar prata med forskarna: jag börjar meningar och tappar sedan motivationen att avsluta dem. Koenigs säger att detta är precis vad hans experiment försöker visa: att prestanda påverkas olika av olika strömmar. Jag misstänker att mina resultat har mer att göra med gårdagens utmattning jämfört med dagens utvilade, men elektriciteten har märkbart stört mig.



Dagen efter det är jag i New York City på Steven Lamms kontor, en läkare som förespråkar förskrivning av Provigil för patienter med sömnstörningar, ihållande trötthet eller jetlag. Jag skulle vilja skriva ut det mer än jag gör, säger han, men eftersom det bara har godkänts för svåra sömnstörningar täcker försäkringen inte kostnaden för läkemedlet för många av mina patienter. Lamm har använt Provigil själv när han är jetlaggad eller har dålig sömn och behöver vara vass. Det är ohälsosamt att inte få tillräckligt med sömn, säger han till mig, men ibland kan det inte hjälpas. Lamm kontrollerar mitt blodtryck och tar en historia, berättar om läkemedlet och klottrar ut ett recept på fem 200-milligramtabletter.

Modafinil har studerats omfattande som en behandling för sömnstörningar, men data om dess förmåga till kognitiv förbättring är tunna. I Cambridge, England, såg forskare en ökning i korttidsminnet och planeringsförmågan hos manliga frivilliga som tog drogen. Andra forskare såg bentrötta försökspersoner som tog Provigil vara alerta medan de använde helikoptersimulatorer; tester har också visat att läkemedlet kan förbättra planering och förmågan att komma ihåg långa siffror.

Jag sväljer ett piller runt 14.00, ungefär samma tid på dagen som jag först testades i Eric Wassermanns labb. Jag går nerför Fifth Avenue i det starka vårsolen och känner ingenting. Jag får ett mobilsamtal och börjar prata, känner min vanliga eftermiddagsdålighet. Senare går jag ombord på ett flyg hem till San Francisco, och ungefär tre timmar efter att jag tagit p-piller somnar jag.



I San Francisco provar jag Provigil igen klockan 8:00 tillsammans med min vanliga kopp kaffe. Den här gången, efter 15 eller 20 minuter, känner jag en vakenhet som koffein ensamt inte brukar ge mig; känslan av platåer under de kommande tre timmarna och förvandlas till en lågmäld men konstant uppåtgående känsla. Jag kastar mig in i jobbet och känner mig mycket effektiv och ljus. Ett litet tag är känslan nästan för mycket, som om min hjärna har ställts in på att spola framåt och inte kan stängas av.

Den morgonen pratar jag med Jeffry Vaught, forsknings- och utvecklingschefen på Cephalon. Han berättar att p-piller är ett milt stimulerande och inte hindrar sömn om folk önskar det. För personer med narkolepsi, säger han, är effekten inte mild; det förändrar livet. Vaught säger att mekanismen bakom Provigils effekt inte är väl förstådd, men forskare vet vilken del av hjärnan det involverar. Det är en väg involverad i vakenhet, med att väcka dig och hålla dig uppmärksam, säger Vaught. Denna väg aktiveras av modafinil. Större stimulantia som koffein och amfetamin verkar också på denna del av hjärnan, men de aktiverar också andra regioner, vilket orsakar biverkningar som skakningar, aptitlöshet och den där nerviga känslan.

När dagen går börjar min stadiga upp-ness bli irriterande. Jag är lugn, men jag inser att när jag skriver utan drogen upplever jag ett intrikat mönster av korta uppgångar varvat med milda nedgångar, under vilka jag vilar min hjärna. Jag är inte van vid detta enhetliga läkemedelslyft.

Snart kanske vi dricker drycker spetsade med modafinil och andra milda stimulantia som har färre biverkningar än kaffe. Det är troligt att vi också kommer att dra zappers på brädden av våra hattar och vända på dem när vi blir rymliga. Men ingen av dessa hjärnförstärkare är i närheten av att hjälpa mig, säg, förstå avancerad kvantmekanik eller skriva en symfoni som Mozart. Jag får krångla till att vara jag ett tag till.

David Ewing Duncan är en Teknikgranskning medverkande redaktör. Hans nästa bok är Experimental Man: A Molecular Autobiography.

Dölj