211service.com
Pētnieki izmanto tīklā savienoto smadzeņu spēku pērtiķiem un žurkām
Jauni pētījumi pierāda, ka divas galvas patiešām ir labākas par vienu, vismaz veicot dažus vienkāršus skaitļošanas uzdevumus.
Darbs pirmo reizi parāda, ka vairākas dzīvnieku smadzenes var savienot tīklā un izmantot, lai veiktu noteiktu uzvedību, saka migels nikolelis , Djūka universitātes neirobioloģijas un biomedicīnas inženierijas profesors un smadzeņu un mašīnu saskarņu eksperts. Viņš saka, ka šāda veida kopīga smadzeņu un mašīnas saskarne varētu būt noderīga pacientiem ar smadzeņu bojājumiem, kā arī izskaidrot, kā dzīvnieku smadzenes darbojas kopā, lai veiktu kolektīvu uzvedību.
Nicolelis un viņa kolēģi šodien publicēja divus atsevišķus pētījumus, no kuriem viens bija žurkas un otrs, kas ietver pērtiķi , kas apraksta eksperimentus ar smadzeņu tīkliem un ilustrē, kā šādus smadzeņu tīklus var izmantot, lai apvienotu elektrisko izvadi no vairāku dzīvnieku neironiem, lai veiktu uzdevumus. Viņi ziņo, ka žurku smadzeņu tīkli bieži darbojās labāk, nekā to spēj vienas smadzenes, un pērtiķu eksperimentā trīs indivīdu smadzenes sadarbojās, lai paveiktu uz virtuālo realitāti balstītu uzdevumu, kas bija pārāk sarežģīts vienam.
Lai izveidotu smadzeņu tīklu, pētnieki vispirms implantē mikrovadu elektrodu blokus, kas var ierakstīt signālus, kā arī piegādāt elektriskās stimulācijas impulsus neironiem tajā pašā reģionā vairākās žurku smadzenēs. Eksperimentā ar žurkām viņi pēc tam fiziski savienoja žurku smadzeņu pārus, izmantojot smadzeņu–smadzeņu saskarni (sk. Žurkas sazinās, izmantojot smadzeņu mikroshēmas). Kad trīs vai četru žurku grupas bija savstarpēji savienotas, pētnieki piegādāja noteiktos elektriskos impulsus atsevišķām žurkām, grupas daļām vai visai grupai un reģistrēja rezultātus.
Pētnieki pārbaudīja žurku smadzeņu tīklu spēju veikt pamata skaitļošanas uzdevumus. Piemēram, piegādājot elektrisko impulsu modeļus, kas iegūti no digitālā attēla, viņi reģistrēja elektriskās izejas un izmērīja, cik labi neironu tīkls apstrādāja šo attēlu. Citā testā pētnieki sniedza informāciju par barometrisko spiedienu un temperatūru, un smadzeņu tīkls aprēķināja lietus iespējamību. Smadzeņu tīkli vienmēr bija labāki nekā vienas smadzenes, it īpaši, ja uzdevums ietvēra vairāk nekā vienu aprēķina darbību.
Pērtiķu eksperimentā pētnieki apvienoja divas vai trīs smadzenes, lai veiktu virtuālu motora uzdevumu trīs dimensijās. Pēc elektrodu implantēšanas viņi izmantoja atlīdzību, lai apmācītu atsevišķus pērtiķus pārvietot virtuālo roku uz mērķi ekrānā. Atsevišķas pērtiķa smadzenes nespēj kustināt roku trīs dimensijās, saka Nicolelis, tāpēc katrs pērtiķis iemācījās manipulēt ar roku noteiktā virtuālās 3-D telpas apakštelpā. Lielāko uzdevumu nevar pabeigt, ja vismaz divas smadzenes nedarbojas kopā un nesasniedz salīdzinoši augstu sinhronizācijas līmeni, viņš saka.
Pētnieki ievietoja trīs pērtiķus atsevišķās telpās ar ekrāniem, reģistrēja elektriskās izejas, kad dzīvnieki veica savus attiecīgos uzdevumus, un pēc tam izmantoja datoru, lai apvienotu izejas. Lai gan pērtiķi nezināja, ka viņi sadarbojas, saka Nicolelis, viņu smadzenes tika ļoti ātri sinhronizētas, un laika gaitā viņiem kļuva arvien labāk kustināt roku.
Nicolelis saka, ka parādībai, kas noveda pie šīs sinhronizācijas, var būt nozīmīgas biomedicīnas sekas. Viņš saka, ka kopīgas smadzeņu mašīnu saskarnes, piemēram, šeit parādītās, ļaus atvērt jaunus klīnisko lietojumu apvāršņus. Piemēram, viņš ierosina, iespējams, cilvēki ar neiroloģiskiem traucējumiem varētu dalīties ar veselīgu smadzeņu darbību no citiem un kopīgi veikt uz virtuālo realitāti balstītus neirorehabilitācijas treniņus.