Przypomnij sobie kultową scenę z pierwszej części Gwiezdne Wojny film, w którym R2-D2 wyświetla hologram księżniczki Lei, błagając Obi-Wana Kenobiego, aby jej pomógł? Podobna technologia w prawdziwym świecie może pewnego dnia zrobić o wiele więcej niż tylko ostrzeganie w konwencji science fiction; może również potencjalnie zmienić życie. A wszystko dzięki odrobinie manipulacji mózgiem.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley badają sposoby wyświetlania holograficznego obrazu bezpośrednio do mózgu. Jak odkryli, można to wykorzystać zarówno do odczytywania aktywności neuronowej, jak i do jej stymulacji.
Polecane filmy
Wyniki mogą oznaczać, że pewnego dnia będziemy w stanie aktywować lub tłumić tysiące neuronów na raz; kopiowanie wzorców prawdziwej aktywności mózgu, aby oszukać mózg, aby pomyślał, że coś poczuł, zobaczył lub wyczuł. Więc Gwiezdne Wojny z dotykiem Macierz Lub Początek, Następnie!
„Opracowaliśmy system wykorzystujący światło lasera, który może zarówno «odczytywać» aktywność mózgu, jak i «zapisywać» aktywność mózgu”,
Hillela Adesnika, adiunkt biologii molekularnej i komórkowej, powiedział Digital Trends. „System wykorzystuje zasady holografii: metodę generowania trójwymiarowych wzorów światła, którą wielu może znać z wyświetlaczy holograficznych. Celem tej technologii jest pomiar aktywności mózgu zarówno u osób zdrowych, jak i chorych, abyśmy mogli to zrobić korygować nieprawidłowe wzorce aktywności w czasie rzeczywistym i leczyć szeroką gamę schorzeń neurologicznych zaburzenia.”„Celem tej technologii jest pomiar aktywności mózgu zarówno u osób zdrowych, jak i chorych”.
Technologia projekcji holograficznej wykorzystuje ekran LCD, który pełni funkcję holograficznego negatywu i kształtuje światło lasera w specjalnie zaprojektowane wzory. Te wiązki laserowe o mocy 40 W są następnie pulsowane niezwykle szybko w seriach trwających 300 femtosekund co mikrosekundę. Celem jest impulsowanie ich na tyle szybko, aby symulować normalne tempo wyzwalania obserwowane w korze mózgu.
Jak dotąd technikę tę pomyślnie zademonstrowano na myszach. Osiągnięto to poprzez inżynierię neuronów w mózgu myszy tak, aby wyrażały białka, które powodują krótki wzrost aktywności pod wpływem światła. Obecnie przeprowadzono je jedynie na maleńkim fragmencie mózgu o powierzchni pół milimetra kwadratowego, ale naukowcy uważają, że mogliby to zwiększyć. A kiedy to zrobią, rezultaty mogą być niezwykłe.
Aktywacja komórek mózgowych za pomocą holografii
„W przyszłości, gdy wykazano, że terapia genowa jest bezpieczna u ludzi, system ten będzie mógł śledzić aktywność mózgu pacjentów z chorobami neurologicznymi, w tym epilepsją i schizofrenią, szybko identyfikuj, kiedy aktywność mózgu idzie nie tak, a następnie stymuluj wzorce aktywności w mózgu, aby skorygować tę aktywność i zablokować objawy tych chorób” – Adesnik nieprzerwany.
„Pacjenci, którzy utracili funkcję siatkówek lub innych narządów zmysłów, mogą wykorzystać ten system do odzyskania wzroku”.
„Ujmując rzecz bardziej ogólnie, technologię tę można zastosować również w protetyce neuronowej. Pacjenci, którzy utracili funkcję siatkówek lub innych narządów zmysłów, mogą wykorzystać ten system do odzyskania wzroku. Zasadniczo możliwe byłoby pobranie danych obrazowych z kamery zamontowanej na głowie i zapisanie tego działania — po odpowiednią transformację — jako aktywność neuronową bezpośrednio do mózgu, aby zapewnić osobie niewidomej sztuczną wizja."
W tym samym duchu Adesnik stwierdził, że badacze mogliby wykorzystać to osiągnięcie do opracowania nowych sposobów kontrolowania inteligentnych protez, takie jak ramiona robotyczne.
Chociaż badania te znajdują się wciąż na stosunkowo wczesnym etapie, mogą potencjalnie rozwiązać dwa z największych wyzwań istniejących w dziedzinie interfejsów mózg-maszyna. Należą do nich niska rozdzielczość przestrzenna istniejących systemów zatwierdzonych do użytku przez ludzi oraz fakt, że takie systemy zazwyczaj nie zapisują informacji zwrotnych w postaci informacji zwrotnej sensorycznej. Ma to kluczowe znaczenie, jeśli badacze chcą zbudować narzędzia, które pozwolą nam dokładnie używać rąk i ramion do podnoszenia przedmiotów.
Następny w projekcie? A proteza nerwowa najwyraźniej dla myszy.
„Planujemy wykorzystać ten system, aby sprawdzić, czy uda nam się wyleczyć modele chorób poznawczych, takich jak schizofrenia” – kontynuował Adesnik. „Ale jako zwykli neurobiolodzy jesteśmy również przede wszystkim zainteresowani wykorzystaniem tego systemu do „łamania” kodów neuronowych percepcji zmysłowej”.
:Chcemy zrozumieć, w jaki sposób nasz mózg buduje postrzeganie świata zewnętrznego poprzez cały język neuronów, co jest w zasadzie cyfrowym kodem zer i jedynek w setkach milionów komórek mózgowych. Wierzymy, że ta nowa technologia może odpowiedzieć na to fundamentalne pytanie w neurobiologii, ponieważ możemy tego spróbować generować sztuczne spostrzeżenia, zapisując w mózgu określone wzorce aktywności i zobaczyć, co 'Pracuje.'"
Artykuł opisujący tę pracę był niedawno opublikowane w czasopiśmie Nature Neuroscience.
Zalecenia redaktorów
- Implant stymulujący mózg może w razie potrzeby złagodzić objawy choroby Parkinsona
Ulepsz swój styl życiaDigital Trends pomaga czytelnikom śledzić szybko rozwijający się świat technologii dzięki najnowszym wiadomościom, zabawnym recenzjom produktów, wnikliwym artykułom redakcyjnym i jedynym w swoim rodzaju zajawkom.
