Tehnologie Incredibilă: Cum Să Vezi În Interiorul Minții

{h1}

Uimirea în interiorul creierului este posibilă, datorită unei suită de tehnici de imagistică a creierului și dispozitive pentru decodarea gândirii umane.

Nota editorului: În această serie săptămânală, WordsSideKick.com explorează modul în care tehnologia conduce explorarea și descoperirea științifică.

Experiența umană este definită de creier, dar multe despre acest 3-lb. organul rămâne un mister. Chiar și așa, de la imagistica creierului la interfețele creier-computer, oamenii de știință au făcut pași impresionanți în dezvoltarea tehnologiilor pentru a face cu vederea în interiorul minții.

Imagistica creierul

În prezent, oamenii de știință care studiază creierul pot privi structura sau funcția sa. În imagistica structurală, mașinile fac instantanee ale anatomiei pe scară largă a creierului care pot fi utilizate pentru a diagnostica tumori sau cheaguri de sânge, de exemplu. Imagistica funcțională oferă o viziune dinamică a creierului, arătând ce zone sunt active în timpul gândirii și percepției.

Tehnicile de imagistică structurală includ scanări CAT sau tomografii axiale computerizate, care preiau imagini cu felii prin creier, bătând razele X din cap din mai multe unghiuri diferite. CAT, sau CT, scanări sunt adesea folosite pentru a diagnostica o leziune cerebrală, de exemplu. O altă metodă, tomografia cu emisie de pozitron (PET), generează atât imagini în 2D cât și 3D ale creierului: o substanță chimică radioactivă, injectată în sânge, emite raze gamma pe care le detectează un scaner. Și imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) oferă o vedere a structurii generale a creierului prin măsurarea rotirii magnetice a atomilor din interiorul unui câmp magnetic puternic.

„Nu există nicio întrebare că RMN este cel mai bun mod de a vedea creierul”, a spus dr. Mauricio Castillo, radiolog la Universitatea din Carolina de Nord la Chapel Hill și redactor-șef al Jurnalului American de Neuroradiologie.

Pe tărâmul imaginii funcționale, actualul standard de aur este RMN funcțional (fMRI). Această tehnică măsoară schimbările în fluxul de sânge către diferite zone ale creierului, ca reprezentant pentru care sunt active zone când cineva îndeplinește o sarcină, cum ar fi citirea unui cuvânt sau vizualizarea unei imagini. [În interiorul creierului: o călătorie foto prin timp]

„Accentul în zilele noastre este de a încerca să îmbine modul în care creierul este conectat cu activarea cortexului [stratul cel mai exterior al creierului]”, a spus Castillo.

Mai multe metode pot fi combinate pentru a îmbina structura și funcția creierului. De exemplu, scanarea RMN și PET poate fi efectuată simultan, iar imaginile pot fi combinate pentru a arăta activitatea fiziologică suprapusă pe o hartă anatomică a creierului. Rezultatul final poate fi folosit pentru a spune unui chirurg locația unei leziuni cerebrale, astfel încât să poată fi înlăturat, a spus Castillo.

Recent, a fost dezvoltată o nouă tehnică pentru a vedea literalmente în interiorul creierului. Numită CLARITY (inițial pentru Tissue-hYdrogel-compatibil cu imunostaining / Impunosting rigid hibridizat cu acrilamidă schimbată cu lipide), poate face ca un creier (fără viață) să fie transparent la lumină, păstrându-și structura intactă. Tehnica a fost deja utilizată pentru a vizualiza cablarea neurologică a unui creier de șoarece adult.

Un creier fluorescent de șoarece, imagistic folosind tehnica CLARITY.

Un creier fluorescent de șoarece, imagistic folosind tehnica CLARITY.

Decodarea gândurilor

Unii oameni de știință doresc să vadă în interiorul creierului mai figurat. Introduceți interfețe creier-computer (BCIs sau IMC-uri, interfețe creier-mașină), dispozitive care conectează semnalele creierului la un dispozitiv extern, cum ar fi un computer sau membrul protetic. BCI variază de la sisteme noninvazive care constau din electrozi așezați pe scalp, până la cele mai invazive care necesită implantarea electrozilor în creierul însuși.

BCIs neinvazive includ electroencefalografia bazată pe scalp (EEG), care înregistrează activitatea multor neuroni în zonele creierului mari. Avantajul sistemelor bazate pe EEG este că nu necesită intervenții chirurgicale. Pe de altă parte, aceste sisteme pot detecta doar activitatea cerebrală generalizată, astfel încât utilizatorul trebuie să-și concentreze gândurile pe o singură sarcină.

Mai multe sisteme invazive includ electrocorticografia (ECoG), în care electrozii sunt implantați pe suprafața creierului pentru a înregistra semnale EEG din cortex. De când Wilder Penfield și Herbert Jasper au fost pionierii tehnicii la începutul anilor '50, s-a folosit, printre alte scopuri, pentru a identifica regiunile creierului unde încep convulsiile epileptice.

Unele BCI folosesc electrozi implantați în cortexul creierului. Deși aceste sisteme sunt mai invazive, au o rezoluție mult mai bună și pot ridica semnalele trimise de neuronii individuali. ICC-urile pot permite chiar oamenilor cu paraplegie (paralizia celor patru membre) să controleze un braț robotizat doar prin gând, sau să le permită utilizatorilor să scrie cuvinte pe ecranul computerului folosind doar mintea lor.

Folosind interfața computerului BrainGate creier, un pacient tetraplegic controlează un braț robot cu creierul ei.

Folosind interfața computerului BrainGate creier, un pacient tetraplegic controlează un braț robot cu creierul ei.

În ciuda multor progrese, multe rămân necunoscute despre creier. Pentru a rezolva acest decalaj, oamenii de știință americani se îmbarcă într-un nou proiect de mapare a creierului uman, anunțat de președintele Barack Obama în aprilie, denumit inițiativa BRAIN (Cercetarea creierului prin avansarea Neurotehnologiilor inovatoare).

Însă neuroștiștiștii au treaba lor pentru ei. "Creierul este probabil cea mai complexă mașină din univers", a spus Castillo. „Mai suntem departe de a-l înțelege”.

Urma Tanya Lewis pe Stare de nervozitate și . Urmează-ne @wordssidekick, Facebook . Articolul original despre știința în direct.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Rusia La Jocurile Olimpice De Iarnă: Decizia Interzicerii Unor Sportivi Se Schimbă Încă O Dată
Rusia La Jocurile Olimpice De Iarnă: Decizia Interzicerii Unor Sportivi Se Schimbă Încă O Dată

5 Povești Adevărate Ale Gemenilor Separați La Naștere
5 Povești Adevărate Ale Gemenilor Separați La Naștere

Edmond Henri Fischer
Edmond Henri Fischer

Intoxicații Cu Mercur: Cauze, Efecte Și Pește
Intoxicații Cu Mercur: Cauze, Efecte Și Pește

Lupta De Încălzire Globală Ar Putea Transforma Cerul Mai Luminos, Mai Alb
Lupta De Încălzire Globală Ar Putea Transforma Cerul Mai Luminos, Mai Alb


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com