Smegenų inžinerija

Praėjusį šimtmetį buvo pasiekta didelė pažanga, suvokiant tuos neuroninio skaičiavimo aspektus, kuriuos galima ištirti eksperimentuojant su viena ar keliomis ląstelėmis, pavyzdžiui, kaip sinapsės leidžia neuronui kalbėtis su vienu iš savo kaimynų. Tačiau reiškinius, dėl kurių daugelis neurologų pirmiausia sudomino smegenys – mokymasis, emocijos, sąmonė ir tokie paslaptingi sutrikimai, kaip depresija ir šizofrenija – vis dar sunku paaiškinti eksperimentuojant tik su viena ar net keliomis ląstelėmis. Tūkstančiai ar milijonai ląstelių, skaičiuojančių kaip visuma, yra atsakingos už beveik visą mūsų elgesį ir jo sutrikimus.

Dėl neuronų grandinių sudėtingumo sistemų neurologijos praktika išlieka puikiu menu. Be vieno neurono, daugumos smegenų neuronų grandinių skaičiavimo detalės lieka miglotos.

Ši istorija buvo mūsų 2007 m. kovo mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Prieš tapdamas neuromokslininku, mokiausi fiziko ir inžinieriaus. Taigi nusprendžiau pabandyti išrasti priemones, kurios padėtų išspręsti senas, nepalenkiamas normalių ir patologinių smegenų problemas. MIT Media Lab sukūriau naują tyrimų grupę, kuri sieks sukurti neuronų aktyvumo valdymo technologijas ir panaudoti jas grandinės elementams, tarpininkaujantiems konkrečioms būsenoms ir elgsenai, surasti ir sukurti. Šias technologijas taip pat pritaikysime kurdami tikslesnes ir neinvazines smegenų sutrikimų korekcijos strategijas. Šios pastangos gali padėti neurologams geriau suprasti ryšį tarp nervų grandinės veiklos ir tokių sąlygų kaip depresija (žr. Neuronų kontrolę).

2005 m. man kartu su kolegomis iš Maxo Plancko biofizikos instituto ir Stanfordo universiteto pavyko priversti specifinius neuronus sukelti spyglius būtent reaguodami į trumpus mėlynos šviesos impulsus, neuronuose išreiškiant unikalų membraninį baltymą iš žalios spalvos. dumbliai (žr. „Artificially Firing Neurons“, 2006 m. rugsėjis/spalis). Mano laboratorija kuria automatizuotus protokolus, skirtus naudoti šią techniką ir kitus mūsų sugalvotus neuroninio valdymo įrankius, kad sistemingai atskleistų grandinės veiklos ir elgesio modelius, kuriuos tarpininkauja konkretus neuronas arba neuronų rinkinys. Taip pat tiriame, kaip sistemingai naudoti neuroninio valdymo technologijas, kad ištaisytume neurologinius ir psichikos sutrikimus bei pagerintume pažinimą.

Mūsų smegenys yra didžiausia mūsų ir pasaulio sąsaja. Tiesioginis šios sąsajos sukūrimas gali suteikti mums naujų įžvalgų apie tai, kaip jaučiame pojūčius, sprendžiame dėl veiksmų ir suvokiame save – ir įgalina naujus bendravimo būdus, neuroninius protezus ir pažinimo didinimą. Klausimas, kaip mes subjektyviai patiriame tikrovę, yra viena didžiausių visų laikų neišspręstų problemų, į kurią atsakyti reikės naujų įrankių ir bendradarbiavimo tarp disciplinų. Tikiu, kad šiose paieškose neuroinžinierių įgūdžiai ir pastangos bus būtinos.

Edwardas Boydenas yra MIT žiniasklaidos laboratorijos docentas, kur jis vadovauja naujajai Neuroinžinerijos ir Neuromedia laboratorijai.

paslėpti