Згадайте культову сцену з першого Зоряні війни фільм в якому R2-D2 проектує голограму принцеси Леї, благаючи Обі-Вана Кенобі допомогти їй? Подібна технологія в реальному світі одного дня може зробити набагато більше, ніж пропонувати науково-фантастичні попередження; це також потенційно може змінити життя. І все завдяки невеликій маніпуляції з мозком.
У Каліфорнійському університеті в Берклі дослідники були зайняті дослідженням способів проектування голографічного зображення безпосередньо в мозок. Як вони виявили, це можна використовувати як для читання нейронної активності, так і для її стимуляції.
Рекомендовані відео
Результати можуть означати, що одного разу ми зможемо активувати або придушити тисячі нейронів одночасно; копіювання моделей реальної діяльності мозку, щоб змусити мозок подумати, що він щось відчув, побачив або відчув. Так Зоряні війни з відтінком Матриця або початок, потім!
«Ми розробили систему, що використовує лазерне світло, яка може як «зчитувати» мозкову активність, так і «записувати» мозкову активність»,
Гілель Адеснік, доцент кафедри молекулярної та клітинної біології, розповів Digital Trends. «Система використовує принципи голографії: метод генерації тривимірних візерунків світла, з якими багато хто може бути знайомий у голографічних дисплеях. Метою цієї технології є вимірювання активності мозку в стані здоров’я та хвороби, щоб ми могли виправляти аномальні моделі активності в реальному часі та лікувати широкий спектр неврологічних захворювань розлади».«Мета цієї технології — виміряти мозкову активність як під час здоров’я, так і при хворобі».
Технологія голографічної проекції працює за допомогою РК-екрану, який функціонує як голографічний негатив, щоб формувати лазерне світло у спеціально розроблені візерунки. Потім ці лазерні промені потужністю 40 Вт імпульсують неймовірно швидко у 300 фемтосекундних спалахах кожну мікросекунду. Мета полягає в тому, щоб імпульсувати їх досить швидко, щоб імітувати нормальну швидкість стрільби, яка спостерігається в корі головного мозку.
Наразі методика була успішно продемонстрована на мишах. Це було досягнуто шляхом розробки нейронів у мозку миші таким чином, щоб вони експресували білки, які створюють короткий сплеск активності, коли на них потрапляє світло. Наразі це було проведено лише на крихітному шматочку мозку розміром у півміліметра квадратного, але дослідники вважають, що вони можуть збільшити масштаб. І коли це відбувається, результати можуть бути надзвичайними.
Активація клітин мозку за допомогою голографії
«У майбутньому, коли генна терапія буде доведена як безпечна для людей, ця система зможе відстежувати мозкову активність пацієнтів з неврологічними розладами, включаючи епілепсію та шизофренію, швидко визначати, коли мозкова діяльність йде неправильно, а потім стимулювати моделі активності в мозку, щоб виправити цю активність і блокувати симптоми цих захворювань», — Адесник. продовження.
«Пацієнти, які втратили функцію сітківки або інших органів чуття, можуть використовувати цю систему для відновлення зору».
«У більш загальному плані ця технологія також може бути використана для нейронного протезування. Пацієнти, які втратили функцію сітківки або інших органів чуття, можуть використовувати цю систему для відновлення зору. В принципі, можна взяти дані зображення з камери, встановленої на голові, і записати цю дію — після відповідна трансформація — як нейронна активність безпосередньо в мозок, щоб забезпечити когось, хто сліпий, штучним бачення».
У тому ж ключі Адеснік сказав, що дослідники можуть використовувати цю розробку для створення нових способів керування розумними протезами, наприклад роботизовані руки.
Хоча це дослідження все ще знаходиться на відносно ранній стадії, воно потенційно може вирішити дві найбільші проблеми, які існують у сфері інтерфейсів мозок-машина. Це низька просторова роздільна здатність існуючих систем, схвалених для використання людиною, і той факт, що такі системи зазвичай не записують у сенсорному зворотному зв’язку. Це вкрай важливо, якщо дослідники хочуть створювати інструменти, які дозволятимуть нам точно брати предмети руками чи руками.
Далі для проекту? А нейронний протез для мишей, мабуть.
«Ми плануємо використовувати цю систему, щоб побачити, чи зможемо ми вилікувати моделі когнітивних захворювань, наприклад шизофренію», — продовжив Адесник. «Але як фундаментальні нейробіологи, ми також насамперед зацікавлені у використанні цієї системи для «зламу» нейронних кодів сенсорного сприйняття».
:Ми хочемо зрозуміти, як наш мозок створює сприйняття нашого зовнішнього світу за допомогою мови нейронів, який в основному є цифровим кодом нулів і одиниць у сотнях мільйонів клітин мозку. Ми віримо, що ця нова технологія може вирішити це фундаментальне питання нейронауки, тому що ми можемо спробувати генерувати штучне сприйняття, записуючи в мозок певні шаблони діяльності, і дивитися що "працює".
Папір з описом роботи був нещодавно опублікований у журналі Nature Neuroscience.
Рекомендації редакції
- Імплантат, що стимулює мозок, може при необхідності зменшити симптоми хвороби Паркінсона
Оновіть свій спосіб життяDigital Trends допомагає читачам стежити за динамічним світом технологій завдяки всім останнім новинам, цікавим оглядам продуктів, проникливим редакційним статтям і унікальним у своєму роді коротким оглядам.
