Vedci chcú nahrávať mozgovú aktivitu

Nová generácia neurorobotov pomáha sledovať činnosť mozgu. Sleduje neuróny aj celok.

(Zdroj: rikenresearch.riken.jp)

BRATISLAVA. Edward Boyden je asistujúci profesor biologického inžinierstva a mozgových a poznávacích vied na MIT. Vedie tím Umelej neurobiológie a vyvíja nástroje na kontrolovanie a poznávanie mozgu.

Okrem toho sa však zaujíma najmä o neurotechnológie. To preto, aby pochopil, ako vznikajú poznávanie a emócie vznikajú, ale aj ako by sa dali opraviť interaktívne mozgové poruchy ako epilepsia, Parkinsonova choroba, post-traumatický stres alebo chronická bolesť.

Neuroroboty

Každý neurón v mozgu je osobitné elektronické zariadenie, ktoré prijíma signály od svojich susedov - a potom vypočítava kam a ako má signál poslať.

V prírode existuje množstvo molekúl (proteínov), ktoré dokážu konvertovať svetlo na elektrinu. V roku 2004 sa podarilo prepojiť takýto proteín z jednoduchej riasy s neurónovými bunkami.

Vďaka tomu dokázali vedci jednotlivé neuróny ovládať. Mohli ich vypínať a zapínať prostredníctvom modrého svetla, ktoré vysielali do mozgu. Existuje však mnoho ďalších typov proteínov, ktoré dokážeme takto na neuróny aplikovať. Napríklad proteín citlivý na zelené svetlo.

To nám neumožňuje iba „čítať" mozgové signály ako nuly a jednotky (teda binárnu sústavu), a teda teoreticky sťahovať pamäť do počítača. Mohlo by to viesť napríklad aj k nahrávaniu do mozgu.

Vedcom zo skupiny Edwarda Boydena tieto výskumy napríklad pomohli vyvinúť roboty, ktoré nahrávajú mozgovú aktivitu.

Nahrávanie signálov

Roboty poskytnú automatickú asistenciu tým neurológom, ktorí skúmajú komplexné mozgové obvody. Toto tvrdenie oznámili pred pár týždňami vedci na Fóre o mozgu v Colorade.

Roboty súčasne dokážu nájsť a nahrávať aktivitu desiatok neurónov v žijúcich zvieratách, a tak by mohli pomôcť vedcom odhaliť, ako prepojené bunky interpretujú vzájomné signály a ako sú preposielané v jednotlivých častiach mozgu.

Keby však odborníci skúmali jednotlivé neuróny, takýto cieľ by zostal nedosiahnuteľný. Preto skúmajú neuróny ako systém.

Podobné prístroje sú navrhnuté tak, aby celoplošne hľadali bunky v spoločných regiónoch, čo je veľmi náročná metóda. Na druhej strane však pomáha, pretože umožňuje prístup priamo do bunky a k jej vnútorným elektrickým pochodom.

Manuálne, teda bez pomoci robotov, je podobný prístup veľmi náročný a vyžaduje dlhý tréning.

„Myslíme si, že nám to pomôže sprístupniť procedúry, ktoré vyžadujú veľa zručnosti," hovorí Boyden pre magazín Nature.

Pochopiť mozog

V máji výskumná skupina zverejnila, ako základná verzia robota dokáže nahrávať elektrický prúd v jednom neuróne uspatej myši.

Robot dokáže nájsť svoj cieľ práve na základe zmien elektrického prostredia v okolí neurónov. Potom sa zariadenie zachytí na bunkovej membráne a uzavrie sa v okolí vytvorenej malej dierky, aby malo prístup k vnútru bunky.

Neskôr Boyden predstavil aj pokročilejšiu verziu robota, ktorý dokáže mapovať sto a možno aj viac neurónov naraz.

Výskumníci tiež začali upravovať robota, aby dokázal zozbierať vnútorný obsah bunky.

Neurálne nahrávky živých zvierat sa najčastejšie robia tak, že sa medzi neuróny vloží elektróda. Sú to externé nahrávky, preto nie je možné vidieť, čo sa deje vo vnútri neurónu.

Ale nahrávky z vnútra jednotlivých neurónov a súčasne z celoplošného vyhľadávania odhalili niektoré stopy, ktoré hovoria, akým spôsobom sa prichádzajúce signály v mozgu kombinujú a ako ovplyvňujú výstupné vysielanie neurónu - teda posielanie informácií.

Celkové jednotlivé nahrávky z desiatok neurónov pomôžu vedcom pochopiť neurónovú komunikáciu. Ktoré neuróny medzi sebou komunikujú, ako sa utišujú alebo ako dochádza k vzruchom a teda z toho vyplývajúcemu mysleniu a správaniu.

Najčítanejšie na SME Tech


Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Harabin má k prezidentskej petícii bližšie, ako priznáva

Čím viac hlasov, tým ľahšie rozhodovanie o kandidatúre, tvrdí konšpirátor a bývalý minister spravodlivosti. Zneužitia svojich údajov sa nebojí.

Neprehliadnite tiež

LG V30 je skoro dokonalý smartfón pre milovníkov multimédií

Špičkový výkon, skvelý fotoaparát a množstvo ďalších superlatív. Aký je nový smartfón od LG v skutočnosti?

DETSKÁ RUBRIKA

Krahulcom ublížili postreky. Z poškodených vajec sa mladé nikdy nevyliahli

Pôsobením chemikálií sa škrupina na vajíčkach stenčila a nasledoval smutný koniec. Keď si nádejná mama sadla na znášku, vajíčka pod ňou popraskali.

Prekvapivé príslušenstvo: Nintendo spojilo kartónové hračky a hraciu konzolu

Postavte si vlastný klavír, auto na diaľkové ovládanie či robotický oblek.

Prekonáva všetky limity. Nový fotoaparát má 400 megapixelové fotky

Jedna fotografia zaberie 2,4 gigabajtu úložného priestoru.

Môže ukrývať mayské tajomstvá. Našli najväčšiu zatopenú jaskyňu sveta

Potápači našli prepojenie dvoch jaskynných systémov, spolu sú dlhé 347 kilometrov.

Inzercia - Tlačové správy


  1. Toto tajomstvo vrcholoví športovci dlho skrývali
  2. Tatra banka spustila najmodernejší internet banking pre firmy
  3. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  4. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  5. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  6. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy
  7. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku
  8. Zelené Grunty vám ponúknu viac, ako očakávate
  9. Kam do tepla v januári?
  10. First moment Turecko: využite zľavy na špičkové hotely
  1. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  2. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  3. Toto tajomstvo vrcholoví športovci dlho skrývali
  4. Vlani sme si vyberali z vyše pol milióna inzerovaných áut
  5. V centre našej pozornosti sú zákazníci. Už 50 rokov
  6. Začiatok roka patrí dani z nehnuteľností
  7. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  8. Tipy pre atraktívne poprsie po dojčení. Plastike povedzte nie
  9. Stanovisko spoločnosti Advokátska kancelária JUDr. Radomír Bžán
  10. Tatra banka spustila najmodernejší internet banking pre firmy
  1. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných 6 312
  2. Tatra banka spustila najmodernejší internet banking pre firmy 5 025
  3. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy 3 843
  4. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli? 3 159
  5. Toto tajomstvo vrcholoví športovci dlho skrývali 2 737
  6. Kam do tepla v januári? 2 536
  7. First moment Turecko: využite zľavy na špičkové hotely 2 285
  8. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku 2 213
  9. Demänovku mieša iba jeden človek. Ako si strážia receptúru? 1 544
  10. Iba dnes: Narodeninové predplatné SME.sk za 25 eur 1 541