첫 번째 장면의 상징적인 장면을 기억하세요 스타 워즈 R2-D2가 나오는 영화 레아 공주 홀로그램을 투사합니다., 오비완 케노비에게 그녀를 도와달라고 간청한다고요? 현실 세계의 유사한 기술은 언젠가 공상과학 경고를 제공하는 것보다 더 많은 일을 할 수 있습니다. 잠재적으로 삶도 변화시킬 수 있습니다. 그리고 모두 약간의 두뇌 조작 덕분입니다.
캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 연구자들은 홀로그램 이미지를 뇌에 직접 투사하는 방법을 탐구하느라 바빴습니다. 그들이 발견한 바와 같이, 이것은 신경 활동을 읽고 자극하는 데 사용될 수 있습니다.
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결과는 언젠가 수천 개의 뉴런을 동시에 활성화하거나 억제할 수 있음을 의미할 수 있습니다. 실제 뇌 활동의 패턴을 복사하여 뇌가 무언가를 느끼거나 보거나 감지했다고 생각하도록 속입니다. 그래서 스타 워즈 살짝 터치해서 매트릭스 또는 처음, 그 다음에!
"우리는 뇌 활동을 '읽고' 뇌 활동을 '쓸' 수 있는 레이저 광을 사용하는 시스템을 개발했습니다." 힐렐 아데스닉, 분자 및 세포 생물학 조교수는 Digital Trends에 말했습니다. “이 시스템은 홀로그램 원리를 사용합니다. 이는 홀로그램 디스플레이에서 많은 사람들이 익숙할 수 있는 3차원 빛 패턴을 생성하는 방법입니다. 이 기술의 목표는 건강과 질병 모두에서 뇌 활동을 측정하여 우리가 다음을 수행할 수 있도록 하는 것입니다. 비정상적인 활동 패턴을 실시간으로 교정하고 다양한 신경 질환을 치료합니다. 장애.”
"이 기술의 목표는 건강과 질병 모두에서 뇌 활동을 측정하는 것입니다."
홀로그램 프로젝션 기술은 레이저 빛을 맞춤형 디자인 패턴으로 형성하는 홀로그램 네거티브 역할을 하는 LCD 화면을 사용하여 작동합니다. 이 40W 레이저 빔은 매 마이크로초마다 300펨토초 길이의 버스트로 믿을 수 없을 정도로 빠르게 펄스됩니다. 목표는 뇌의 피질에서 볼 수 있는 정상적인 발사 속도를 시뮬레이션할 수 있을 만큼 빠르게 이러한 펄스를 펄스하는 것입니다.
지금까지 이 기술은 쥐를 대상으로 성공적으로 시연되었습니다. 이는 쥐의 뇌에 있는 뉴런을 조작하여 빛에 노출될 때 짧은 활동 급증을 생성하는 단백질을 발현하도록 함으로써 달성되었습니다. 현재 이 작업은 0.5mm 정사각형 크기의 아주 작은 뇌 조각에서만 수행되었지만 연구자들은 이를 확장할 수 있다고 생각합니다. 그리고 그렇게 하면 결과는 놀라울 수 있습니다.
홀로그래피로 뇌세포 활성화
“미래에 유전자 치료가 인간에게 안전한 것으로 밝혀지면 이 시스템은 간질과 정신분열증을 포함한 신경 질환 환자의 뇌 활동을 추적할 수 있을 것입니다. 뇌 활동이 잘못되는 시기를 신속하게 파악한 다음 뇌 활동 패턴을 자극하여 이 활동을 교정하고 이러한 질병의 증상을 차단합니다." Adesnik 계속되는.
"망막이나 기타 감각 기관의 기능을 잃은 환자는 이 시스템을 사용하여 시력을 회복할 수 있습니다."
“더 일반적으로 이 기술은 신경 보철물에도 사용될 수 있습니다. 망막이나 기타 감각 기관의 기능을 상실한 환자는 이 시스템을 사용하여 시력을 회복할 수 있습니다. 원칙적으로 머리에 장착된 카메라에서 이미징 데이터를 가져와 이 활동을 기록하는 것이 가능할 수 있습니다. 적절한 변형 - 시각 장애인에게 인공적인 정보를 제공하기 위해 뇌에 직접 신경 활동을 전달하는 것 비전."
같은 맥락에서 Adesnik은 연구원들이 이 개발을 사용하여 스마트 보철물을 제어하는 새로운 방법을 가능하게 하는 것이 가능할 수도 있다고 말했습니다. 로봇 팔과 같은.
이 연구는 아직 상대적으로 초기 단계에 있지만 뇌-기계 인터페이스 분야에 존재하는 가장 큰 두 가지 과제를 잠재적으로 해결할 수 있습니다. 이는 인간이 사용하도록 승인된 기존 시스템의 낮은 공간 해상도와 그러한 시스템이 일반적으로 감각 피드백에 다시 기록되지 않는다는 사실입니다. 연구자들이 손과 팔을 정확하게 사용하여 물체를 집어들 수 있는 도구를 만들고자 한다면 이는 매우 중요합니다.
다음은 프로젝트인가요? ㅏ 신경 보철물 분명히 쥐의 경우입니다.
"우리는 정신분열증과 같은 인지 질환 모델을 치료할 수 있는지 확인하기 위해 이 시스템을 사용할 계획입니다."라고 Adesnik은 계속 말했습니다. "그러나 기초 신경과학자로서 우리는 이 시스템을 사용하여 감각 지각의 신경 코드를 '해독'하는 데에도 주로 관심이 있습니다."
:우리는 우리의 두뇌가 언어를 통해 외부 세계에 대한 인식을 어떻게 구축하는지 이해하고 싶습니다. 이는 기본적으로 수억 개의 뇌 세포에 있는 0과 1의 디지털 코드입니다. 우리는 이 새로운 기술이 신경과학의 근본적인 질문을 해결할 수 있다고 믿습니다. 특정 활동 패턴을 뇌에 기록하여 인공적인 인식을 생성하고 '공장.'"
작업을 설명하는 논문은 다음과 같습니다. 최근 Nature Neuroscience 저널에 게재됨.
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