Ha valakinek sérült veséje van, akkor egy donor pótlólagos szervet adhat nekik, így mindkét ember élhet. Mi van, ha meg tudna csinálni valami hasonlót egy hibás agyú barátnak?
kapcsolodo tartalom
- Hogyan segítheti az átlátszó hal az agy dekódolását?
- Segíthet-e ez a fejkészlet a Parkinson-kór kezelésében?
A legutóbbi laboratóriumi kísérletekben Miguel Nicolelis és kollégái több majom és patkány agyát egyesítették, hogy „zsinórként” működjenek - megosztott hálózatok, amelyek képesek együttműködni a virtuális kar manipulálásában, valamint számítások és döntések meghozatalában. Nicolelis azt reméli, hogy az emberi agy ilyen összekapcsolása révén felszabadíthat egy új, új neurológiai eszközcsomagot, amely segíthet gyógyítani az embereket a Parkinson kórjától a bénulásig terjedő betegségekkel.
„Teljesen új agyi rehabilitációt próbálunk kipróbálni” - magyarázza Nicolelis, a Duke University Neuroengineering Központjának igazgatója. "Megpróbáljuk az agyi körökre reagálni, és valójában javítani fogjuk az agy funkcionális aktivitását."
"Hajlamosak vagyunk elfelejteni, hogy az agy az egyik legszámításosabb teljesítményű eszköz, amelyet valaha fejlesztettek ki" - tette hozzá Andrea Stocco, a washingtoni egyetem, aki nem vett részt a kutatásban. „Amiért dolgozták ki, mint például az a jelenet, amelyet először látunk, vagy a végtagjaink komplex mozgásának irányítása, ez csak verhetetlen. Most Nicolelis azt mutatja, hogy össze tudjuk kombinálni az agy számítástechnikai erejét, hogy esetlegesen meghatározzuk azokat a rosszul meghatározott problémákat, amelyek valóban nehézek a szoftverünk számára, de biológiai hardverünk, az idegsejtjeink számára is.
Az agy-gép interfészek körülbelül két évtized óta működnek, és a technológia számos orvosi kezelésben alkalmazható. Például egyes eszközök az agy elektromos kimenetet használják, amelyet egy számítógép fordít le, hogy lehetővé tegyék az emberek számára a protézisek ellenőrzését vagy a kerekes szék manipulálását. A korábbi munkában csak egyetlen operátor szerepelt. Nicolelis remélte, hogy megtudhatja, lehet-e egynél több alany együtt működni közös agy-gép interfészként az idegi aktivitás fokozása érdekében.
Csapatának három majomja beültetett elektródokkal volt felszerelve, amelyek megfigyelték és rögzítették az idegi aktivitást, majd egy számítógéppel kombinálhatók. A majmokat külön helyiségekben helyezték el, mindegyikükben volt digitális kijelző, amelyen a majom az agy-gép interfész segítségével virtuális karot tudott manipulálni a jutalom felé. Egyes tesztekben a majmok megosztották a kar irányítását, másokban mindegyik egy adott irányba mozgatta a mozgást. Az állatok egyike sem tudta, hogy együttműködnek a kar mozgatásában. Bámulatos, hogy nemcsak elvégezték a feladatot, hanem a gyakorlással is javultak.
"Nyilvánvalóan kiderül, hogy csak azáltal, hogy vizuális visszajelzést kapnak, és jutalmat kapnak egy akció végrehajtásáért, ezek az állatok valóban szinkronizálhatják agyukat, és megtanulhatják, hogy megfeleljenek egy adott feladat követelményeinek" - mondja Nicolelis, akinek a csapata az eredmények a múlt héten a tudományos jelentésekben .
"A majmok együtt dolgozva lassabban hajtották végre a feladatot, mint amit bárki meg tudott volna csinálni a joystick manipulálásával - de pontosan olyan gyorsan tanultak" - mondja Stocco. „Ez elképesztő, és úgy tűnik, hogy azt jelenti, hogy az agy számára ez a probléma ugyanolyan könnyen értelmezhetővé válik, mint bármelyik szenzoros motoros koordináció problémája. Ettől a nagyszerű kezdetektől láthatja, hogyan hozhat létre összetettebb feladatokat, amelyeket a majmok jobban tudnak megtenni együtt, mint bármelyikük maguk.
Egy külön kísérletben, amelyet a tudományos jelentések is ismertettek, négy patkányt fizikailag összekapcsolták egy mikrotáblával, hogy felfedezzék, hogyan működtek az agyuk hálózati egységként, egy sor probléma megoldása érdekében. A patkányok elektromos információimpulzusokat kaptak és jutalmazták őket, amikor szinkronizálták az agyukat. Adatokat is kaptak, például a hőmérsékletet és a légköri nyomást. A patkányok ezeket az információkat tárolták, begyűjtötték és megosztották - ezáltal lehetővé vált, hogy agyuk jobban teljesíthesse az időjárási előrejelzésekhez hasonló elemzéseket, mint egyetlen vezeték nélküli patkány.
"Amit tették, az tényleg a borítékot tolta, és én lenyűgözőnek találtam" - mondja Stocco, aki két évvel ezelőtt története történt a kollégájával, Rajesh Rao-val, az első távoli ember-ember agyi felülettel. Rao egy agyjelet küldött az interneten, amely megmozgatta Stocco kezét, még akkor is, amikor egy szobában ült az egyetemen.
Nicolelis azt sugallja, hogy az emberek már részt vehetnek az agymegosztás természetes formájában, amikor általános visszajelzésnek vannak kitéve - anélkül, hogy észrevennék, hogy ez történik. „Az érdekes, hogy valószínűleg mindenkor ez történik velünk. Amikor filmet nézünk egy színházban, az ilyen típusú visszacsatolás valószínűleg szinkronizálja a közönség agyát, hogy ugyanazon a pillanatban nekünk vagy nevetve vagy sírva legyen a csoportos reakciók "- mondja.
"Ez megmagyarázhatja azt is, hogy miért képesek az emberek csoportjai együttműködni egy közös cél elérése érdekében. Például egy sportcsapathoz, ahol gyakran figyeljük és mondjuk, hogy egy csapat végre úgy játszik, mint egy csapat, és nem úgy, mint egy csomó ember. Valójában senki sem rendelkezik. tedd a kezüket arra, hogy pontosan mi az a kémia, amely a labdarúgó-válogatott jobban játszik. Lehet, hogy megtaláltuk a mechanizmust - az agyi tevékenység szinkronizálását. "
Csapata azon a kísérleten dolgozik, hogy a majomkutatást nem-invazív klinikai gyakorlattá alakítsák át, hogy csoportos gondolkodás és cselekvés útján segítsék elő a bénult emberek rehabilitációját.
"Például a paraplegikus betegeimben észrevettem, hogy nagyon nehéz elkezdeni az edzést egy agyjel felhasználásával, mert az agy szó szerint elfelejtheti, hogy lábai vannak" - magyarázza. Tehát ennek a neurológiai rehabilitációnak egy másik agy felhasználása az, hogy újból bevezesse a koncepciót a betegek agyába. Lehet, hogy fizikai terapeutánk vagy akár a beteg rokonai segíthetnek az edzési szakaszban azáltal, hogy alapvetően összekapcsolják agyi tevékenységeiket a beteg agyi tevékenységeivel. ”
