เรื่องราวประสาทวิทยาศาสตร์ที่น่าเหลือเชื่อ 3 เรื่องของปี 2019

ด้วยความก้าวหน้าที่มาเร็วกว่าในสาขาวิทยาศาสตร์อื่น ๆ มีจำนวนมากเกิดขึ้นในด้านประสาทวิทยาศาสตร์ตลอดปี 2019 นี่คือสามพื้นที่ที่น่าเหลือเชื่อของการวิจัยด้านประสาทวิทยาศาสตร์ที่ท้าทายอคติของเราว่าเราเป็นใครหรือเป็นใคร

การเกิดใหม่ของมนุษย์ยุคหิน

ในขณะที่เราพูดนักประสาทวิทยาที่ Max Planck Institute สำหรับมานุษยวิทยาวิวัฒนาการ กำลังสร้าง“ สมองขนาดเล็ก” ที่ได้รับการต่อกิ่งทางพันธุกรรมด้วย DNA Neanderthal หลายรุ่น ด้วยการใช้เทคโนโลยีชีวภาพแห่งอนาคตจากล่างขึ้นบนที่รู้จักกันในชื่อ CRISPR สมองขนาดเล็ก ขนาดถั่วเหล่านี้ จะมีกลุ่มของเซลล์ประสาทที่มีชีวิตที่ปลูกจากเซลล์ต้นกำเนิดซึ่งทำกิจกรรมสมองที่แท้จริง

แม้ว่าพวกเขาจะเล็กเกินไปที่จะเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมที่ซับซ้อนเช่นการสื่อสาร แต่ก็คาดว่าพวกเขาจะเปิดเผยความแตกต่างในกิจกรรมสมองขั้นพื้นฐานที่ Neanderthals อาจมี ด้วยวิธีนี้พันธุศาสตร์กำลังจัดหากล้องโทรทรรศน์ประวัติศาสตร์สำหรับประสาทวิทยาศาสตร์ทำให้สามารถมองเข้าไปในการทำงานของสมองโบราณ ทั้งหมดนี้มาจาก DNA ที่เก็บรักษาไว้ในชิ้นส่วนกระดูกเป็นเวลาหลายหมื่นปี

และถ้าคุณคิดว่านี่เป็นสิ่งที่ง่ายเหมือนเซลล์สองสามตัวในจานเลี้ยงเชื้อ…คิดอีกครั้ง นักวิจัยชาวเยอรมันกำลังวางแผนที่จะเชื่อมโยงสมองน้อยของ Neanderthal ไปยังหุ่นยนต์เพื่อสังเกตผลลัพธ์ของพฤติกรรม ความทะเยอทะยานยิ่งกว่าพล็อตเรื่องภาพยนตร์ไซไฟที่ประสบความสำเร็จหากประสบความสำเร็จในใจก็จะทำให้เกิดสิ่งที่เป็นไปได้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า-Neanderthal Robot House Maids ทุกคน!

หมูซอมบี้

หนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่นักประสาทวิทยาเผชิญคือมันยากมากที่จะศึกษาสมองที่มีชีวิต แม้สมองจะเสียชีวิตเมื่อเร็ว ๆ นี้เซลล์ประสาทจะสลายตัวอย่างรวดเร็วในเวลาไม่กี่ชั่วโมงหลังความตาย แต่ก็พังทลายลงอย่างแท้จริง เพื่อจัดการกับความท้าทายนี้นักประสาทวิทยา Gung-Ho ที่มหาวิทยาลัยเยลได้สร้างเทคโนโลยีชีวภาพแนวหน้าที่เรียก ว่า Brainex ระบบสนับสนุนไฮเทคนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้เซลล์สมองมีชีวิตอยู่ในแบบที่เล็บผมและนิ้วยังคงเพิ่มขึ้นหลังการชันสูตรศพ

นำเทคโนโลยีไปทดสอบนักวิจัยใช้ BrainEx เพื่อเรียกคืนกิจกรรม synaptic และการไหลเวียนไปยังสมองหมูที่ตายไปสี่ชั่วโมง สมองถูกลบออกจากหมูและฟื้นฟูด้วยเลือดเทียมโดยใช้ส่วนผสมที่เป็นกรรมสิทธิ์ของสารป้องกันเสถียรและความคมชัด สิ่งนี้เกิดขึ้นก่อนที่การทำลายฟังก์ชั่นของเซลล์และโมเลกุลจะเริ่มเกิดขึ้น ภาพด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างสมองหมูที่สลายตัวตามปกติ 10 ชั่วโมงหลังความตาย (ซ้าย) และเซลล์ที่มองสุขภาพในสมองหมูที่ฟื้นขึ้นมา (ขวา)

ส่วนซอมบี้มาที่นี่ แม้ว่าเซลล์ประสาทจะมีชีวิตอยู่และเตะ แต่ก็ไม่มีกิจกรรมการทำงานระดับสูงกว่าในวงจรสมอง-มีชีวิตอยู่และตายไปในเวลาเดียวกัน สิ่งนี้พลิกจากนิยายที่มีลักษณะคล้ายแฟรงเกนสไตน์มาเป็นสารคดีแสดงให้เห็นว่าประสาทวิทยาศาสตร์สามารถเปลี่ยนคำถามทางจริยธรรมขนาดใหญ่ได้อย่างไรจากปรัชญาไปสู่การปฏิบัติ

เทคโนโลยีชีวภาพไม่ได้ จำกัด อยู่ที่หมูซอมบี้ แต่โดยหลักการแล้วมันจะทำงานกับสมองสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิด ... รวมถึงมนุษย์! ความก้าวหน้ามีศักยภาพอย่างมากในการปรับปรุงความรู้ในการทำงานของเราว่าจิตใจของเราทำงานอย่างไร ในเวลาเดียวกันมันก็ดูใกล้เคียงกับการนำคนตายกลับมามีชีวิตอีกครั้ง

กระแสจิต

ในบันทึกที่สร้างแรงบันดาลใจมากขึ้น 2019 ยังเห็นการพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถแปลการทำงานของสมองให้เป็นคำพูดสังเคราะห์ มันทำงานได้โดยการถอดรหัสการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับการพูดผ่านแรงกระตุ้นเส้นประสาทที่วิเคราะห์ผ่านกิจกรรมทางอิเล็กโทรวิทยา ผล การทดลอง ที่มหาวิทยาลัย แห่งแคลิฟอร์เนียซานฟรานซิสโก แสดงให้เห็นว่ารุ่นต้นแบบสามารถตีความภาษาได้สำเร็จผ่านสัญญาณประสาทกล้ามเนื้อหากพูดช้า

นักวิจัยคาดว่าจะปรับปรุงเทคโนโลยีชีวภาพให้เป็น ความเร็วในการพูดตามธรรมชาติ ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 150 คำต่อนาที ถึงกระนั้นมันก็ค่อนข้างน่าทึ่งเมื่อพิจารณาว่ามีเพียงสัญญาณสมองเท่านั้นที่วัดได้ นี่คือวิดีโอที่แสดงให้เห็นว่ารูปแบบของการทำงานของสมองจากเยื่อหุ้มสมอง somatosensory ของลำโพงได้รับการถอดรหัสเป็นการเคลื่อนไหวของเสียงร้องสามารถตีความได้ว่าเป็นภาษา

นักวิทยาศาสตร์หลายคนพยายามแก้ปัญหานี้มาก่อนและล้มเหลว นักวิจัยเหล่านี้ใช้วิธีการใหม่โดยการสร้างแบบจำลองปัญญาประดิษฐ์สำหรับการสร้างแบบจำลองของช่องทางเสียง ผลที่ตามมาจาก AI นั้นสอนตัวเองจากห้องสมุดของข้อมูลการทดลองการพูดและฝึกอบรมเครือข่ายประสาทของมันเพื่อให้สามารถถอดรหัสภาษาจากการเคลื่อนไหวของเสียงร้อง การพัฒนาเหล่านี้อาจเป็นขั้นตอนสำคัญในการจำลองชีววิทยาของมนุษย์ในโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อวัตถุประสงค์ในการวิจัย

จากมุมมองทางการแพทย์ผู้ป่วยจำนวนมากที่มีอาการลำคอหรือระบบประสาทเช่นจังหวะหรืออัมพาตสามารถสูญเสียความสามารถในการพูดได้อย่างสมบูรณ์ ระบบประสาทนี้จับคู่กับสมาร์ทโฟนอาจทำให้ผู้ที่ไม่สามารถพูดคุยได้ตามปกติแบบเรียลไทม์ในชีวิตประจำวันโดยคิดเกี่ยวกับการพูด

อย่างไรก็ตามเนื่องจากเสียงจำลองต้องอ่านเฉพาะพื้นที่ของการทำงานของสมองและคำพูดอาจถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องใดก็ได้จากนั้นอาจมีใครสามารถสื่อสารกับทุกคนที่มีสมาร์ทโฟนและหูฟังได้อย่างเงียบ ๆ เนื่องจากระบบนั้นอาจเป็นสองทางจึงเป็นวิธีการแก้ปัญหา neurotech ที่แท้จริงสำหรับกระแสจิตของมนุษย์ ความเป็นไปได้ไม่มีที่สิ้นสุด

หากคุณสนุกกับบล็อกนี้ให้ชำระเงินบล็อกอื่น ๆ ของเราเกี่ยวกับประสาทวิทยาศาสตร์ชั้นนำของปี 2560 และ 2561

5 ความก้าวหน้าทางประสาทวิทยาของปี 2018

7 การพัฒนาที่สำคัญด้านประสาทวิทยาของปี 2560

‍