211service.com
Zaudētās smadzeņu funkcijas atgūšana
Kā izveidot elektronisku smadzeņu protēzi, kas varētu atjaunot cilvēka spēju veidot ilgtermiņa atmiņas? Jaunākie eksperimenti, ko veica Teodors Bergers un viņa kolēģi, tostarp Sems Dīdvailers no Veik Forest Baptistu medicīnas centra Vinston-Seilemā, Ziemeļkarolīnā, un pētnieki Kentuki Universitātē Leksingtonā, ir sākuši aprakstīt, kā to varētu izdarīt.
Pagājušajā gadā komanda parādīja, ka implants, kas reģistrē viena neironu kopuma aktivitāti un vada cita darbību, var aizstāt zaudētās smadzeņu funkcijas pērtiķiem. Pētnieki izmantoja virkni elektrodu, lai izmērītu neironu elektrisko aktivitāti dzīvnieku prefrontālajā garozā, smadzeņu reģionā, kas ir iesaistīts lēmumu pieņemšanā, kas vada daudzu veidu kognitīvās reakcijas, kas saistītas ar atmiņu. Pieci pērtiķi tika apmācīti veikt atmiņas uzdevumu, kurā viņiem tika parādīts attēls uz ekrāna, un pēc tam viņiem bija jāizmanto rokas kustības, lai virzītu kursoru uz šo attēlu, kad viņiem pēc tam tika parādīta klipkopas attēlu kolekcija.
Pērtiķu neironu aktivitāte tika reģistrēta ar niecīgu keramikas apvalku elektronisko ierīci un pārraidīta uz ārēju datoru. Eksperimenta pirmajā daļā pētnieki analizēja smadzeņu darbību, ko viņi bija reģistrējuši no garozas. Bet tad nāca grūtākā daļa. Atmiņa veidojas, kad viena neironu kopa apstrādā signālus no citas kopas, bet kā šo apstrādi var atkārtot elektroniskā ierīcē? Pirmkārt, jums ir jāizdomā kods, ko smadzenes izmanto. No sākotnējiem ierakstiem pētnieku grupa varēja ekstrapolēt tā saukto MIMO modeli, kas ir saīsinājums no multi-input/multi-output. Šāda veida matemātiskais modelis var raksturot neironu aizdedzes modeļus, ko atklāj elektrodu implants, un pēc modeļu apstrādes izspļaut signālus, kas liek citiem neironiem veidot atbilstošu atmiņu.
Lai pierādītu, ka viņu modelis darbojas, pētnieki deva pērtiķiem kokaīnu. Kokaīna saturētajiem pērtiķiem bija grūtības atcerēties pareizo attēlu. Bet ar implantu vietā un MIMO modelim, kas pārveido ienākošos signālus un ievadīja datus atpakaļ uz citu neironu kopu, viņi varēja izvēlēties pareizo attēlu tikpat uzticami kā parasti, ja ne nedaudz vairāk.
Bet kā ārsts varētu aizstāt smadzeņu funkciju, piemēram, spēju veidot ilgtermiņa atmiņas, kuras kāds jau bija zaudējis? Tādā gadījumā nebūtu iespējams vienkārši atdarināt iepriekšējo piemēru, kā darbojās indivīda smadzenes, un dublēt to elektroniskajā ierīcē. Tomēr sākotnējais darbs liecina, ka ierakstu no vesela cilvēka smadzenēm varētu izmantot ievainotajiem vai slimajiem. Mēs esam ierakstījuši no vairākiem grauzējiem un varējām iegūt vispārīgu modeli noteiktiem apstrādes veidiem, saka Deadwyler. Pētnieku grupai būs jānoskaidro, vai tie paši noteikumi attiecas uz primātiem. Ja viņi to dara, tas varētu nozīmēt, ka MIMO modeli varētu izmantot, lai izveidotu vispārēju modeli, kas līdzinātos apstrādes veidam, ko lielākā daļa no mums veic attiecībā uz noteiktiem uzdevumu veidiem, saka Deadwyler.