211service.com
Vienos minties formos stebėjimas smegenyse
Vienas iš ilgalaikių neurovaizdavimo srities tikslų yra suprasti, ką žmogus galvoja, vien pažvelgus į jo smegenų veiklos modelį – iš esmės skaitant mintis. Nors iki šio žygdarbio dar toli, Naujosios Meksikos universiteto mokslininkai žengė svarbų žingsnį patobulindami neurologinio vaizdavimo metodus iki taško, kad jie galėtų patikimai aptikti vieną mintį, besiformuojančią žmogaus smegenyse.
Kai tik savanoris sugalvoja žodį, mokslininkai aptinka smegenų veiklą Brokos srityje (geltona rodyklė), smegenų dalyje, susijusioje su kalba. (Kreditas: Stefan Posse, Naujosios Meksikos universitetas)
Ši technika galėtų būti naudojama siekiant pagerinti klinikinius neurovaizdavimo pritaikymus, pvz., pacientų diagnozę, arba tirti kognityvinius procesus, kurie yra trumpalaikiai arba nepakartojami, pavyzdžiui, išmokti naujų įgūdžių. Tai gali atverti visiškai naują fMRI naudojimo dimensiją, sako Piteris Bandetinis , fMRI pagrindinės įstaigos Nacionaliniame sveikatos institute Bethesdoje, MD, direktorius.
Funkcinio magnetinio rezonanso tomografija (fMRT) matuoja kraujo pritekėjimą į įvairias smegenų dalis ir taip parodo, kurios smegenų sritys yra aktyviausios. Smegenų vaizdavimas, kai kas nors atlieka protines užduotis, pavyzdžiui, prisimena žodžius ar atlieka matematiką, leidžia suprasti smegenų dalis, kurios yra labai svarbios šiems pažinimo procesams.
Tačiau smegenų veikla yra labai triukšminga, o tai reiškia, kad mokslininkai turi atskirti atitinkamus nervinius signalus nuo foninės veiklos, kuri gali kilti iš subjekto kvėpavimo, judėjimo ar net sapnavimo. Norėdami nustatyti smegenų veiklą, susijusią su konkrečia užduotimi, dauguma fMRT tiria vidutinius smegenų skenavimus iš kartotinių dešimčių žmonių bandymų.
Stefanas Posse ir kolegos iš Naujosios Meksikos universiteto kuria naujus būdus, kaip rinkti ir analizuoti fMRT duomenis, leidžiančius aptikti smegenų veiklą iš vienos minties. Jie sukūrė labai jautrius vaizdo gavimo metodus, darydami daugiau nuotraukų per trumpesnį laiką ir kurdami naujus algoritmus, skirtus tiems vaizdams integruoti ir foniniam triukšmui sumažinti.
Kaip aprašyta praėjusio mėnesio žurnale Neurovaizdis , Posse komanda paprašė aštuonių savanorių, gulinčių skaitytuve, sugalvoti žodį, prasidedantį raide, mirksinčia ekrane virš jų veidų. Tada jie užfiksavo veiklą Brokos srityje, kuri yra smegenų dalis, susijusi su kalbos generavimu.
Tyrėjai nustatė, kad po vieno bandymo jie gali aptikti aktyvumą šiame regione taip pat patikimai, kaip ir ankstesniuose tyrimuose, kurių rezultatai buvo apytiksliai per kelis bandymus. Mes iš tikrųjų galime tai matyti skaitytuve realiu laiku, sako Posse.
Ekspertai teigia, kad išvados yra daug žadančios, nors jas dar reikia patvirtinti. Svarbu tai išbandyti kituose smegenų regionuose ir atliekant kitas užduotis, kad pamatytumėte, kur tai veikia, sako Christopheris deCharmsas, „Omneuron“, smegenų vaizdavimo startuolio Menlo parke, Kalifornijoje, įkūrėjas.
Mokslininkai dabar bando surinkti papildomos informacijos iš šių trumpų smegenų veiklos modelių. Kartais Brokos vietovėje pamatydavome antrą iškilimą, sako Posse. Tada tiriamieji mums pasakė, kad sugalvojo antrą žodį.
Galų gale tyrėjai tikisi, kad pavyks nustatyti dar sudėtingesnes charakteristikas, pavyzdžiui, žmogaus sukurto žodžio tipą, ar žodis privertė juos jaustis laimingais ar piktais, ir galiausiai sudėtingesnes mintis. Jei matote aktyvumą, kurį sukelia vienas žodis, galbūt taip pat galite matyti aktyvumą iš ilgesnės minčių sekos, tada sudėtingų smegenų procesų, sako Posse. Idėja yra sugebėti išskaidyti mąstymo procesų srautą į individualias mintis.
Smegenų vaizdavimo ekspertai teigia, kad technika, kuri patikimai išmatuotų pavienes mintis, galėtų atverti naują eksperimentų pasaulį. Jei mums pavyks išmatuoti duomenis iš vieno bandymo, tai suteikia mums galingesnį metodą nei buvo, sako deCharms. Galite stebėti našumą atliekant užduotį, pvz., operaciją ar skrendant lėktuvu, jei norite suprasti, kaip našumas keičiasi kas sekundę.
Ir šis vienos minties metodas galėtų būti naudojamas tiriant patį mokymosi procesą, kuris vyksta labai greitai, sako deCharmsas. Pirmąjį įspūdį galite susidaryti tik vieną kartą. Norėdami ištirti konkretų mokymosi procesą, mokslininkai turėtų išmatuoti smegenų veiklos skirtumą tarp pirmo karto, kai kas nors įgyja naują įgūdį, ir antro ar trečio. Jei turite vidutiniškai daugiau nei 20 bandymų, prarasite daug įžvalgos, sako deCharms.
Vieno bandymo smegenų vaizdavimo metodai taip pat gali būti naudingi klinikoje. Šiuo metu fMRT retai naudojamas diagnostikos ar gydymo tikslais, nes sunku surinkti patikimus duomenis iš atskiro smegenų vaizdo. Tačiau kadangi fMRI metodai, tokie kaip Posse's, leidžia gauti jautresnį vaizdą, gydytojai galės geriau priimti medicininius sprendimus iš atskirų smegenų nuskaitymų. Be to, sako Bandettini, galimybė sukurti patikimus vaizdus per trumpesnį laiką palengvins procesą tiek gydytojams, tiek pacientams.