Kanadalainen Esther Schrier tuli raskaaksi uudestaan kaksi vuotta sen jälkeen, kun hänen kolmiviikkoinen vauvansa menehtyi. Raskausaika ei ollut helppo.
Schrier sairastui masennukseen, ja vuonna 1960 hän meni hoitoon Alan Memorial -sairaalaan Montrealissa. Häntä hoiti kuuluisa psykiatri Donald Ewen Cameron. Schrier ei tiennyt, että Cameron oli myös Yhdysvaltojen keskustiedustelupalvelun CIA:n palkkalistoilla.
Cameron oli mukana salaisessa MK-Ultra-ohjelmassa, jossa CIA yritti kehittää keinoja murtaa ihmisen persoonallisuus niin, että hänet saataisiin paljastamaan salaisuuksia tai voitaisiin ylipuhua työskentelemään tiedustelupalvelulle. Esther Schrier oli tietämättään yksi Cameronin monista koehenkilöistä, jotka hän valitsi sairaalan potilaiden keskuudesta.
Esther Schrier joutui CIA:n aivopesukokeen uhriksi. Kokeessä käytetyt lääkkeet veivät häneltä väliaikaisesti puhekyvyn eikä hän tunnistanut aviomiestään.
Cameronin potilaat saivat suuria annoksia lääkettä, joka vaivutti heidän kooman kaltaiseen tilaan kuukausiksi. Potilaat herätettiin vain ruokailua ja vessassa käyntiä varten. Heillä oli päässään kuulokkeet, jotka toistivat samoja viestejä 20 tuntia päivässä, ja kahdesti viikossa heille annettiin voimakkaita sähkösokkeja.
Esther Schrierin ja muiden koehenkilöiden mieli saatiin murrettua, mutta heitä ei saatu toimimaan tahtonsa vastaisesti. CIA päätti MK-Ultra-ohjelman kaikessa hiljaisuudessa.
Se, mihin CIA ei pystynyt 60 vuotta sitten, on nyt hyvää vauhtia toteutumassa. Nyt apuna ovat aivokuvannuslaitteet ja tekoäly, jotka lukevat ajatuksia ja muokkaavat aivojen hermoyhteyksiä.
Onneksi myös tutkimuksen tavoite on eri kuin 60 vuotta sitten. Nyt tavoitteena on hoitaa psyykkisiä ja fyysisiä sairauksia ja vammoja, kuten traumaperäistä stressiä, masennusta, kiputiloja ja sokeutta.
Aivojen hermoradat uusiksi
Ajatustoiminnan muokkaaminen – oli sen tavoitteena sitten ideologian istuttaminen ihmisen mieleen tai sairauksien hoito – perustuu aivojen kykyyn luoda uusia hermoyhteyksiä ja siten uusia reittejä hermoimpulsseille.
Joka kerta, kun opimme jotakin uutta tai koemme jotakin, uusi tieto varastoituu hermosolujen muodostamaan verkostoon. Jos esimerkiksi pelkäät käärmeitä, sinulle todennäköisesti muodostuu vahva yhteys näköaistimuksia käsittelevän aivojen osan ja mantelitumakkeen välille. Näkökeskus rekisteröi käärmeen näkemisen ja mantelitumake luo pelon tuntemuksen.
Aivotoimintaa manipuloimalla on mahdollista heikentää käärmeen näkemisen ja pelon tunteen yhteyttä. Jos näkökeskuksesta tulevat hermosignaalit voidaan ohjata muualle kuin mantelitumakkeeseen, käärmeen näkeminen ei enää laukaise pelkoa.
Valtioiden turvallisuuspalvelut ja totalitaariset valtiot ovat aika ajoin yrittäneet kehittää keinoja muokata vastustajiensa aivotoimintaa ja käytöstä.
CIA aivopesi ihmisiä 20 vuotta
Yhdysvaltojen keskustiedustelupalvelu CIA yritti aivopestä satoja ihmisiä vuosien 1953 ja 1973 välillä. Tiedot tuloksista ovat epävarmoja, mutta näyttää siltä, että ne jäivät laihoiksi.
Nykyään aivopesun tekniikat kiinnostavat monia tutkijoita siksi, että monien sairauksien tiedetään liittyvän aivojen hermosolujen välisiin yhteyksiin.
Lupaavimpia tuloksia mielen ohjauksen modernissa versiossa on saavutettu niin sanotulla dekoodatulla neuropalautteella (decoded neurofeedback eli DecNef). Siinä potilaiden hermoyhteyksiä ohjataan uudelleen niin, että heidän ajattelu- ja toimintamallinsa muuttuvat haluttuun suuntaan.
Dekoodattu neuropalaute sai monet näkemään punaista. Ainakin japanilaisen biofyysikon Mitsuo Kawaton tutkimuksissa.
Samaan pyritään myös tavallisessa keskusteluterapiassa, mutta dekoodattu neuropalaute tekee saman ilman, että potilaan tarvitsee edes tietää, mitä tutkija yrittää menetelmällä saada aikaan. Hoito tapahtuu aivokuvannuslaitteen ja tekoälyohjelmiston avulla, eikä potilas tiedä, mihin suuntaan tutkija yrittää hänen ajattelumalliaan ohjata.
Yksi menetelmän edelläkävijöistä on japanilainen biofyysikko Mitsuo Kawato. Hänen suuri läpimurtonsa oli vuonna 2016, kun hän todisti, että menetelmä voi kirjaimellisesti saada ihmiset näkemään punaista.
Testi ohjelmoi aivot uudestaan
Mitsuo Kawato laittoi koehenkilönsä makaamaan aivokuvannuslaitteeseen samalla, kun he näkivät kuvaruudulla punaisia, vihreitä ja harmaita kuvioita. Kuvannuslaite seurasi heidän aivotoimintaansa ja tietokoneen tekoälyohjelma selvitti, mikä aivotoiminnan kuvio liittyi mihinkin väriin.
Sen jälkeen alkoi kolmen päivän jakso, jonka aikana kuvannuslaitteessa makaaville koehenkilöille näytettiin kuvaruudulla harmaa kuvio, jonka keskellä oli rengas. Nyt heidän piti yrittää saada rengas kasvamaan ajatuksen voimalla. Motivaation vahvistamiseksi koehenkilöille luvattiin rahapalkkio, jos he selviäisivät tehtävästä.
Koehenkilöille ei kerrottu, että renkaan koko riippui siitä, miten paljon heidän aivotoimintansa kuvio vastasi sitä kuviota, joka liittyi punaiseen väriin. Mitä enemmän he ajattelivat punaista, sitä suuremmaksi rengas kasvoi. Vähitellen koehenkilöt oppivat ohjailemaan renkaan kokoa, mutta he eivät oivaltaneet, että taustalla oli punainen väri.
Kokeen suuri käänne tuli kolmannen päivän jälkeen. Kun koehenkilöiltä kysyttiin, minkä värinen kuvaruudulla näkyvä harmaa kuvio oli, moni vastasi punainen.
Tekoäly manipuloi aivoja
1. Kuvannuslaite mittaa trauman
Potilas makaa magneettikuvannuslaitteessa ja keskittyy muistoon traumaattisesta kokemuksesta. Laite rekisteröi, mitkä aivojen alueet aktivoituvat ja missä syntyy esimerkiksi pelon tunteita. Tulokset tallennetaan tietokoneeseen.
2. Tietokone määrittää tavoitteen
Tietokone laskee tekoälyohjelmiston avulla eron aivojen nykyisen ja toivotun toimintakuvion välillä. Tavoite voi olla esimerkiksi kuvio, jossa pelon tunne on nykyistä lievempi.
3. Palkkio ohjaa ajatukset uusille urille
Potilaalle luvataan palkkio, jos hän saa kuvaruudulla näkyvän renkaan kasvamaan ajatuksen voimalla. Rengas kasvaa, kun potilaan aivotoimintakuvio lähestyy asetettua tavoitetilaa. Näin potilas pakottaa ajattelunsa muuttumaan.
Tulos voi kuulostaa huolestuttavalta. Ainakin CIA olisi 1960-luvulla aivan varmasti ollut siitä innoissaan. Dekoodattua neuropalautetta voidaan kuitenkin käyttää myös hyvään. Sillä voidaan ehkä hoitaa psyykkisiä vaivoja ja pelkotiloja, jotka johtuvat tietynlaisista hermoyhteyksistä aivojen eri alueiden välillä. Kawato on jo hoitanut menetelmällään potilaita, joilla on ollut paha hämähäkkikammo. Tulokset ovat lupaavia.
Käärme ei enää aktivoi pelkoa
Vuonna 2018 tehdyssä kokeessa Mitsuo Kawato seurasi terveiden ihmisten aivojen toimintaa samalla, kun heille näytettiin kuvia erilaisista eläimistä. Mukana oli sekä perhosia että muun muassa käärmeitä ja hämähäkkejä. Erityisen kiinnostunut Kawato oli siitä, mitä tapahtui ihmisten ohimolohkoissa, sillä ne ovat yhteydessä mantelitumakkeeseen, joka säätelee tunnereaktioita ja muun muassa pelon tuntemuksia.
Vertailemalla kaikkien koehenkilöiden aivotoimintaa Kawato sai selville, mitkä hermosolut aivoissa aktivoituivat, kun ihminen näki esimerkiksi käärmeen.
Kokeen tavoitteena oli saada käärmeitä tai hämähäkkejä pelkäävät henkilöt yhdistämään ne positiivisiin elämyksiin.
Kokeen seuraavassa vaiheessa Kawato kokosi joukon koehenkilöitä, joilla oli niin paha kammo käärmeitä tai hämähäkkejä kohtaan, että se oli diagnosoitu fobiaksi. Koehenkilöt pantiin makaamaan aivokuvannuslaitteeseen, ja aikaisempien kokeiden tavoin heillekin luvattiin rahapalkkio, jos he saisivat kuvaruudulla näkyvän harmaan renkaan kasvamaan ajatuksensa voimalla.
Koehenkilöt eivät tienneet, että testissä yritettiin parantaa heidän fobiaansa eivätkä sitä, että harmaa rengas kasvoi, kun heidän aivotoimintansa lähestyi sitä kuviota, joka terveillä ihmisillä liittyi näköhavaintoon käärmeestä tai hämähäkistä.
Kawato yritti kokeella saada fobiasta kärsivät koehenkilöt tiedostamattaan yhdistämään kuvat eläimistä positiiviseen asiaan, kuten rahapalkkioon.
2-3 prosenttia ihmisistä pelkää käärmeitä niin kovasti, että pelko vaikuttaa heidän psyykkiseen toimintakykyynsä. Silloin käärmekammoa pidetään sairaalloisena.
Kun koehenkilöt olivat ratkaisseet tehtävän, tutkittiin, miten heidän reaktionsa kuviin käärmeistä ja hämähäkeistä olivat muuttuneet. Aikaisemmin kuvat olivat saaneet koehenkilöiden kämmenet hikoamaan ja impulssivirran ohimolohkojen ja mantelitumakkeen välillä kiihtymään. Kokeen jälkeen molemmat reaktiot olivat paljon lievempiä. Fobia oli kadonnut, koska kuvien synnyttämä näköaistimus ei enää kulkeutunut mantelitumakkeeseen.
Kawaton mukaan menetelmä on tehokkaampi kuin tavanomaiset hoitokeinot ehkä juuri siksi, että potilaat eivät tiedosta, mitä hoidon aikana tapahtuu. Jos he olisivat tienneet, mihin menetelmällä pyritään, psyykkiset puolustusmekanismit olisivat ehkä heikentäneet sen tehoa.
Kawaton lupaavat tulokset ovat innostaneet muita tutkijoita kehittämään menetelmää edelleen. Vuonna 2020 brittiläinen neurologi Ben Seymour onnistui sen avulla vaimentamaan kipusignaaleja koehenkilön aivoissa.
Hyvistä tuloksista huolimatta dekoodatun neuropalautteen tutkimus on edennyt hitaasti. Toistaiseksi sitä on testattu melko pieneen joukkoon ihmisiä. Kun koehenkilöitä on vähän, tietokoneen tekoälyllä on vain vähän tietoja käytössään. Siksi sen on hankalaa oppia määrittämään tarkasti, missä aivosoluissa tietynlaiset ajatukset syntyvät.
Tätä puutetta Kawato yrittää nyt paikata. Vuonna 2021 hän perusti ison julkisen tietokannan, johon kootaan tuloksia eri kokeista ja joita muut tutkijat voivat käyttää tekoälynsä opettamiseen. Tavoitteena kohdistaa kokeet yhä tarkemmin tiettyihin aivojen osiin.
Magneetti parantaa mielialaa
Dekoodattu neuropalaute ei ole suinkaan ainoa menetelmä, jolla yritetään ohjata aivojen toimintaa ja helpottaa potilaan oloa. Toinen lupaava menetelmä on transkraniaalinen magneettistimulaatio eli kallon läpi tapahtuva magneettinen ärsytys. Se muistuttaa osittain CIA:n kokeita, joissa aivoihin suunnattiin sähkömagneettista säteilyä.
Transkraniaalisen magneettistimulaation tekniikka on melko yksinkertaista, ja toisin kuin CIA:n versio, sillä ei ole havaittu haittavaikutuksia.
Sähkömagneettista säteilyä tuottava laite painetaan kiinni päänahkaan, ja se luo aivoihin magneettikentän. Magneettikenttä muuttaa aivosolujen toimintaa. Sillä ei saada aikaan yhtä tarkkoja toimintamalleja kuin dekoodatulla neuropalautteella, mutta sillä voidaan voimistaa tai vaimentaa aivotoimintaa tietyllä alueella.
Vaikka transkraniaalinen magneettistimulaatio vaikuttaa vain rajatulla alueella, sillä on saatu hyviä tuloksia muun muassa masennuksen hoidossa.
Kolme tapaa muokata aivoja
Masennus, monet kiputilat ja muut vaivat juontuvat aivotoiminnasta. Tutkijat etsivät keinoja ohjata aivosolujen toimintaa uuteen suuntaan niin, että vaivat lievittyvät.
Masennukseen liittyy tavallisesti poikkeavaa aivotoimintaa etuotsalohkon dorsolateraalisessa aivokuoressa. Noin kolmasosalla potilaista masennus helpottuu, kun tätä aluetta käsitellään transkraniaalisella magneettistimulaatiolla viidesti päivässä kuukauden ajan.
Vuonna 2019 kanadalais-kiinalaisessa tutkimuksessa havaittiin, että transkraniaalisella magneettistimulaatiolla voidaan hoitaa myös Parkinsonin tautia. Magneettihoidolla käsiteltiin liikkeitä ohjaavaa aivojen osaa 20 minuuttia päivässä kahden viikon ajan. Hoidon päätyttyä potilaiden liikkeet olivat paljon sulavammat kuin ennen ja vapinaa oli vähemmän.
Menetelmän teho perustuu todennäköisesti siihen, että toistuvat magneettiset sykäykset synnyttävät hermoyhteyksiä, jotka säilyvät hoidon jälkeenkin. Näin syntyy uudenlainen aivotoiminnan kuvio, joka syrjäyttää vapinaa aiheuttavan toiminnan.
Laserit luovat aivoihin hologrammin
Sekä dekoodattu neuropalaute että transkraniaalinen magneettistimulaatio ovat lähes valmiita hoitomenetelmiä. Kolmas menetelmä vaatii vielä paljon lisätutkimusta, mutta vastaavasti sillä voitaisiin muokata aivojen toimintaa huomattavasti tarkemmin kuin muilla metodeilla. Sillä voidaan hoitaa tehokkaasti psyykkisiä sairauksia ja jopa sokeutta. Toisaalta sillä voi olla myös huolestuttavia käyttökohteita.
Yhdysvaltalainen neurobiologi Hillel Adesnik testasi menetelmää vuonna 2018 hiirillä. Hän sai hiiren aivosolut tuottamaan hermosignaaleja, kun niihin kohdistettiin lasersäteitä.
Adesnik porasi hiiren kalloon reiän ja pani siihen lasin ikään kuin ikkunaksi aivoihin. Kun ikkunan läpi suunnattiin lasersäteitä aivoihin, valopisteistä voitiin muodostaa kolmiulotteinen kuvio, eräänlainen hologrammi. Sen avulla saatiin käynnistettyä halutunlaista aivotoimintaa.
Kuvion jokainen valopiste aktivoi yhden aivosolun, ja valopisteiden muodostamaa kolmiulotteista kuviota voidaan vaihdella 300 kertaa sekunnissa. Näin hiiren aivojen hermoimpulssien liikettä voitiin kontrolloida lähes täydellisesti.
Hiiren kalloon tehdyn aukon kautta voidaan laservalolla aktivoida yksittäisiä aivosoluja ja ohjata hiiren aivotoimintaa.
Adesnik kollegoineen sai aktivoitua hiiren aivoissa soluja, jotka ohjaavat näkö- ja tuntoaistia ja lihasten liikkeitä. He eivät kuitenkaan onnistuneet muuttamaan hiirten reaktioita tai käyttäytymistä. Syyksi tutkijat arvioivat sen, että heillä ei ole vielä kylliksi tietoa tietyn reaktion tai aistimuksen laukaisemiseen tarvittavan aivotoiminnan yksityiskohdista.
Tutkijat uskovat kuitenkin, että aukko tietämyksessä saadaan pian paikattua. Meneillään on nimittäin useita laajoja tutkimushankkeita, muun muassa International Brain Initiative, joissa pyritään selvittämään, miten yksittäisten aivosolujen aktiivisuus liittyy tiettyyn ajatukseen tai käyttäytymiseen.
Adesnikin menetelmä vaatii rajuja toimenpiteitä, muun muassa aivosolujen geenimuokkausta ja reiän poraamista kalloon, mutta se voi silti olla sovellettavissa ihmisiin. Sen avulla voitaisiin esimerkiksi tuottaa masentuneen aivoihin myönteisiä ajatuksia tai sokealle näköaistimuksia. Toisaalta sillä ehkä voitaisiin myös ohjata ihmisten liikkeitä ja ajatuksia.
Jos aivotoimintaa ohjaavaan laseriin liitettäisiin laite, joka vastaanottaa komentoja ulkopuolelta, olisi ainakin periaatteessa mahdollista ohjata ihmisiä kuin robotteja. Silloin oltaisiin jo hyvin lähellä sitä, mitä CIA yritti saavuttaa 1960-luvun MK-Ultra-aivopesuohjelmallaan.