Če ima nekdo poškodovano ledvico, mu lahko darovalec da rezervni organ, da lahko oba živita. Zdaj, kaj pa, če bi lahko naredili kaj podobnega za prijatelja z odpovednimi možgani?
Sorodne vsebine
- Kako lahko pregledna riba pomaga dešifrirati možgane
- Ali lahko ta glava prestava pomaga pri zdravljenju Parkinsonove bolezni?
V nedavnih laboratorijskih poskusih sta Miguel Nicolelis in njegovi sodelavci združili možgane več opic in podgan, da bi delovali kot "brainets" - skupna omrežja, ki lahko skupaj manipulirajo z navidezno roko in sprejemajo izračune in odločitve. Nicolelis upa, da bi na ta način povezovanje človeških možganov lahko sprožilo nov močan nabor nevroloških orodij, ki bi lahko pomagali zdraviti ljudi z boleznimi od Parkinsonove bolezni do paralize.
"Poskušamo povsem novo področje rehabilitacije možganov, " razlaga Nicolelis, direktor Centra za nevroinženiring Univerze Duke. "Poskušali bomo delovati na možganskih vezjih in dejansko izboljšati funkcionalno aktivnost možganov."
"Navadno pozabljamo, da so možgani ena od računalniško najmočnejših naprav, kar se jih je kdaj koli razvilo, " doda Andrea Stocco z univerze v Washingtonu, ki ni bila vključena v raziskave. "Za stvari, ki so jih razvili, na primer smiselnost prizora, ki ga vidimo prvič ali nadzor nad zapletenimi gibi naših udov, je preprosto nepremagljiv. Zdaj Nicolelis kaže, da lahko združimo računsko moč, ki jo imajo možgani, da bi lahko rešili vrste slabo opredeljenih težav, ki so resnično težke za našo programsko opremo, vendar jih je enostavno rešiti z biološko strojno opremo, našimi nevroni. "
Vmesniki med možgani in stroji obstajajo že približno dve desetletji, tehnologija pa išče uporabo v različnih medicinskih postopkih. Na primer, nekatere naprave uporabljajo možganske električne izhode, prevedene z računalnikom, da ljudem omogočajo nadzor nad protetiko ali manipuliranje z invalidskim vozičkom. Toda prejšnje delo je vključevalo le enega samega operaterja. Nicolelis je upal, da bo izvedel, če bo več predmetov lahko sodelovalo kot skupni vmesnik med možgani in stroji za izboljšanje nevronske aktivnosti.
Njegova ekipa je tri opice opremila z implantiranimi elektrodami, ki so spremljale in beležile nevronsko aktivnost, ki jo je nato lahko kombiniral računalnik. Opice so bile nameščene v ločenih prostorih, od katerih je vsaka imela digitalni zaslon, na katerem je opica lahko uporabljala svoj vmesnik za možganske stroje za manipulacijo z virtualno roko za nagrado. V nekaterih testih so opice delile nadzor nad roko, v drugih pa je vsaka nadzirala gibanje v določeni smeri. Nobena od živali ni vedela, da sodelujejo pri premikanju roke. Neverjetno, da niso samo opravili naloge, temveč so se s prakso izboljšali.
"Očitno se izkaže, da lahko te živali samo z vizualnimi povratnimi informacijami in nagrado za izvedbo akcije dejansko sinhronizirajo svoje možgane in se naučijo izpolniti zahteve določene naloge, " pravi Nicolelis, čigar ekipa je opisala rezultati prejšnji teden v znanstvenih poročilih .
"Opice, ki so delovale skupaj, so bile pri opravljanju naloge počasnejše od tistega, kar bi lahko kdo naredil z manipulacijo krmilne palice - vendar so se učile ravno tako hitro, " pravi Stocco. "To je neverjetno, in zdi se, da to za možgane pomeni to težavo tako enostavno razlagati kot vsak problem senzorične motorične koordinacije. Od tega velikega začetka si lahko ogledate, kako bi lahko ustvarili bolj zapletene naloge, ki jih bodo opice lahko naredile bolje, če bi jih lahko delale same. “
V ločenem poskusu, ki je bil opisan tudi v znanstvenih poročilih, so bile štiri podgane fizično povezane z mikrovalovjem, da bi raziskale, kako so njihovi možgani skupaj delovali kot mrežna enota, da bi rešili nabor težav. Podgane so napajali z električnimi impulzi informacij in jih nagrajevali, ko so sinhronizirali možgane. Prejeli so tudi podatke, kot so temperatura in barometrični tlak. Podgane so te informacije shranjevale, pridobivale in delile, kar je omogočilo, da je njihov možganski sistem uspešnejši pri analizah, kot je napovedovanje vremena, kot en sam, brezžični podgana.
"To, kar so storili, so resnično potiskali ovojnico, in to se mi je zdelo fascinantno, " pravi Stocco, ki je zgodovino ustvaril pred dvema letoma s kolegom Rajeshom Raojem s prvim oddaljenim možganskim vmesnikom od človeka do človeka. Rao je prek interneta poslal možganski signal, ki je premikal Stoccovo roko, tudi ko je sedel v sobi čez kampus.
Nicolelis predlaga, da se lahko ljudje že vključijo v naravno obliko možganske souporabe, če so podvrženi skupnim povratnim informacijam - ne da bi vedel, da se to dogaja. »Zanimivo je, da se to verjetno dogaja ves čas pri nas. Ko gledamo film v gledališču, je ta vrsta povratnih informacij verjetno sinhronizacija možganov v publiki, tako da imamo tiste skupinske reakcije, se v istih trenutkih smejimo ali jokamo, "pravi.
"To lahko tudi razloži, zakaj skupine ljudi lahko sodelujejo pri doseganju skupnega cilja. Tako kot na primer športna ekipa, kjer pogosto opazujemo in rečemo, da ekipa končno igra kot ekipa in ne kot kup posameznikov. Nihče pravzaprav nima dajo svoje roke, kaj točno je to kemija, ki nogometno moštvo boljše igra. Mogoče smo našli mehanizem - sinhronizacijo možganskih ukrepov. "
Njegova ekipa zdaj dela na poskusih prevajanja študije opic v neinvazivne klinične prakse, da bi s pomočjo skupinske misli in delovanja pomagali rehabilitirati ohromele ljudi.
"Na primer pri svojih paraplegičnih pacientih sem opazil, da je zelo težko začeti trenirati z možganskim signalom, saj možgani lahko dobesedno pozabijo, da imaš noge, " razlaga. "Torej je del te nevrološke rehabilitacije uporabiti druge možgane za ponovno uvedbo koncepta v možgane pacientov. Mogoče bi lahko imeli fizični terapevt ali celo pacientovi sorodniki med treningom fazo, tako da bi njihove možganske dejavnosti združili z bolnikovimi možganskimi aktivnostmi. "
