Spomnite se ikoničnega prizora iz prvega Vojna zvezd film, v katerem R2-D2 projicira hologram princese Leie, ki roti Obi-Wan Kenobija, naj ji pomaga? Podobna tehnologija v resničnem svetu bi lahko nekega dne naredila veliko več kot ponujala znanstvenofantastična opozorila; lahko potencialno spremeni tudi življenja. In vse zahvaljujoč malce manipulacije z možgani.
Raziskovalci na kalifornijski univerzi Berkeley so bili zaposleni z raziskovanjem načinov za projiciranje holografske slike neposredno v možgane. Kot so odkrili, je to mogoče uporabiti tako za branje nevronske aktivnosti kot tudi za njeno spodbujanje.
Priporočeni videoposnetki
Rezultati bi lahko pomenili, da bi nekega dne lahko aktivirali ali zatrli na tisoče nevronov hkrati; kopiranje vzorcev resnične možganske aktivnosti, da bi možgane pretentali, da mislijo, da so nekaj občutili, videli ali zaznali. torej Vojna zvezd s pridihom Matrica oz Začetek, potem!
"Razvili smo sistem, ki uporablja lasersko svetlobo, ki lahko 'bere' možgansko aktivnost in 'zapisuje' možgansko aktivnost,"
Hillel Adesnik, docent za molekularno in celično biologijo, je povedal za Digital Trends. »Sistem uporablja principe holografije: metodo za ustvarjanje tridimenzionalnih vzorcev svetlobe, ki jih mnogi morda poznajo na holografskih zaslonih. Cilj te tehnologije je meriti možgansko aktivnost tako pri zdravju kot pri bolezni, tako da lahko v realnem času popravi nenormalne vzorce dejavnosti in zdravi širok spekter nevroloških motnje.""Cilj te tehnologije je izmeriti možgansko aktivnost v zdravju in bolezni."
Tehnologija holografske projekcije deluje z uporabo LCD zaslona, ki deluje kot holografski negativ za oblikovanje laserske svetlobe v po meri oblikovane vzorce. Ti 40 W laserski žarki nato neverjetno hitro pulzirajo v 300 femtosekundnih dolgih izbruhih vsako mikrosekundo. Cilj je, da te utripajo dovolj hitro, da simulirajo običajne hitrosti sprožitve, ki jih opazimo v možganski skorji.
Doslej je bila tehnika uspešno dokazana na miših. To so dosegli z inženiringom nevronov v mišjih možganih, tako da izražajo beljakovine, ki ustvarijo kratek skok aktivnosti, ko jih zadene svetloba. Trenutno je bila izvedena samo na majhnem koščku možganov, ki meri kvadratni pol milimetra, vendar raziskovalci menijo, da bi to lahko povečali. In ko to storijo, so lahko rezultati izjemni.
Aktiviranje možganskih celic s holografijo
»V prihodnosti, ko se bo genska terapija izkazala za varno pri ljudeh, bo ta sistem lahko sledil možganski aktivnosti bolnikov z nevrološkimi motnjami, vključno z epilepsijo in shizofrenijo, hitro prepoznajo, kdaj gre možganska aktivnost narobe, in nato spodbudijo vzorce aktivnosti v možganih, da popravijo to aktivnost in blokirajo simptome teh bolezni,« Adesnik nadaljevano.
"Pacienti, ki so izgubili delovanje mrežnice ali drugih čutnih organov, bi lahko uporabili ta sistem za povrnitev vida."
»Na splošno bi to tehnologijo lahko uporabili tudi za nevralno protetiko. Bolniki, ki so izgubili delovanje mrežnice ali drugih čutnih organov, bi lahko uporabili ta sistem za povrnitev vida. Načeloma bi bilo mogoče vzeti slikovne podatke iz naglavne kamere in zapisati to dejavnost – po ustrezno preoblikovanje — kot nevronska aktivnost neposredno v možgane, da nekomu, ki je slep, zagotovi umetno vizija."
V istem duhu je Adesnik dejal, da bi raziskovalci morda lahko uporabili ta razvoj, da bi omogočili nove načine nadzora pametnih protez, kot so robotske roke.
Čeprav je ta raziskava še vedno v razmeroma zgodnji fazi, bi lahko potencialno rešila dva največja izziva, ki obstajata na področju vmesnikov možgani-stroj. To sta nizka prostorska ločljivost obstoječih sistemov, odobrenih za človeško uporabo, in dejstvo, da taki sistemi običajno ne zapisujejo nazaj v senzorične povratne informacije. To je ključnega pomena, če želijo raziskovalci izdelati orodja, ki nam bodo natančno omogočila uporabo rok ali rok za pobiranje predmetov.
Naslednji za projekt? A nevralna proteza za miši, očitno.
"Načrtujemo, da bomo s tem sistemom videli, ali lahko ozdravimo modele kognitivnih bolezni, kot je shizofrenija," je nadaljeval Adesnik. "Toda kot temeljni nevroznanstveniki nas predvsem zanima uporaba tega sistema za 'razbijanje' nevronskih kod čutnega zaznavanja."
: Želimo razumeti, kako naši možgani gradijo zaznave našega zunanjega sveta skozi jezik nevronov, ki je v bistvu digitalna koda ničel in enic v stotinah milijonov možganskih celic. Verjamemo, da lahko ta nova tehnologija obravnava to temeljno vprašanje v nevroznanosti, ker lahko poskusimo ustvariti umetne zaznave z zapisovanjem specifičnih vzorcev dejavnosti v možgane in videti kaj "deluje."
Prispevek z opisom dela je bil nedavno objavljeno v reviji Nature Neuroscience.
Priporočila urednikov
- Implantat za stimulacijo možganov lahko po potrebi zmanjša simptome Parkinsonove bolezni
Nadgradite svoj življenjski slogDigitalni trendi bralcem pomagajo slediti hitremu svetu tehnologije z vsemi najnovejšimi novicami, zabavnimi ocenami izdelkov, pronicljivimi uvodniki in enkratnimi vpogledi v vsebine.
