ยินดีต้อนรับสู่การวิจัยและบริการกลยุทธ์ในวันนี้อย่างรวดเร็ว
ด้วยความก้าวหน้าที่จะมาเร็วกว่าในสาขาวิทยาศาสตร์อื่น ๆ นี่คือ 22 การศึกษาประสาทวิทยาศาสตร์ที่น่าเหลือเชื่อที่ท้าทายความคิดของเราว่าเราเป็นใครหรือเป็นใคร
เมื่อต้นปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ MIT ได้พัฒนา เทคนิคใหม่ ในการจับคู่การทำแผนที่โครงสร้าง (กายวิภาคของสมอง) กับการทำแผนที่การทำงาน (วิธีการทำงานของสมอง) - ครั้งแรกที่ได้รับความสำเร็จอย่างเหมาะสม นอกจากนี้สิ่งนี้ได้ทำในหนูสดด้วยการทำแผนที่ที่ดำเนินการข้ามภูมิภาคสมองของเมาส์แบบเรียลไทม์ วิดีโอนี้ให้ความคิดว่ามันน่าสนใจแค่ไหนที่จะเห็นการมีเพศสัมพันธ์ของโครงสร้างสมองและการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมสดเพื่อตอบสนองต่อเมาส์ที่แสดงภาพที่แตกต่างกัน
เทคนิค Vanguard ผสมผสานกล้องจุลทรรศน์สามโฟตอนที่สาม ( THG ) ด้วยกล้องจุลทรรศน์สามโฟตอนกับ การทำแผนที่ retinotopic ช่วยให้กิจกรรมสามารถสังเกตได้ผ่านเนื้อเยื่อสมองลึกผ่านลายเซ็นไฟฟ้า
นอกจากนี้ยังให้ความละเอียดที่น่าทึ่งช่วยให้เซลล์ประสาทส่วนบุคคลและโครงสร้างย่อยของพวกเขาได้รับการศึกษารวมถึงหลอดเลือดและ ไมอีลิน - ฉนวนชนิดหนึ่งที่รู้จักกันว่าเป็นปัจจัยสำคัญในความเร็วในการประมวลผลสมอง
การศึกษาครั้งนี้มุ่งเน้นไปที่ศูนย์ภาพของสมอง แต่วิธีเดียวกันสามารถใช้ในการศึกษาภูมิภาคอื่น ๆ มันสัญญาว่าจะเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับการทำความเข้าใจความแตกต่างในสภาวะสมองที่มีสุขภาพดีและเป็นโรครวมถึงวิธีที่สมองตอบสนองต่อการกระตุ้นสิ่งแวดล้อม
มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดสร้างความก้าวหน้าที่สำคัญด้วย กล้องจุลทรรศน์ bifocal ที่เรียก ว่า Cosmos งานของพวกเขาจับภาพยนตร์ของกิจกรรมประสาททั่วทั้งเยื่อหุ้มสมองสมองของสมองเมาส์
สัญญาณเหล่านี้ถูกบันทึกโดยการถ่ายทำสมองจากมุมที่แตกต่างกันสามมุมจากนั้นทำการสกัดสัญญาณเพื่อให้วิดีโอสดของกิจกรรม macroscopic เหนือซีกซ้ายและขวา นี่คือตัวอย่างที่คุณเห็นพายุไฟฟ้าที่น่าทึ่งของสมองที่แท้จริงในการดำเนินการ
ในขณะที่ เยื่อหุ้มสมอง จัดการฟังก์ชั่นการรับรู้ระดับสูงที่ซับซ้อนพฤติกรรมลึกลับที่ลึกลับยิ่งขึ้นเช่นกระบวนการตัดสินใจสามารถเริ่มคลี่คลายได้ในทางโลก ตัวอย่างเช่นสำหรับการทำความเข้าใจความสัมพันธ์ของการตัดสินใจขึ้นอยู่กับการรับรู้ทางประสาทสัมผัสและฟังก์ชั่นมอเตอร์ (คิดเกี่ยวกับสิ่งที่เกี่ยวข้องในการตัดสินใจว่าจะหลบรถที่กำลังจะมาถึง)
นักวิจัยยังคาดหวังว่าจักรวาลจะเป็นวิธีที่มีต้นทุนต่ำสำหรับการคัดกรองผลกระทบของยาจิตเวชเพื่อให้พวกเขาสามารถพัฒนาให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ดังที่เราได้กล่าวถึงใน บล็อกก่อนหน้านี้ ความก้าวหน้าครั้งสำคัญสำหรับ Deep Mind นั้นมาจากการเลียนแบบคอลัมน์นีโอ-คอลัมน์ของจิตใจมนุษย์ สิ่งนี้นำไปสู่ความฉลาดที่เพิ่มขึ้นอย่างมากโดยใช้เศษเสี้ยวของพลังการคำนวณ เป็นผลให้ AI ที่มนุษย์สร้างขึ้นใหม่นี้ได้ผ่านการเล่นหมากรุกที่ดีที่สุดในโลกไปแล้วไปเล่นเกมในเกมของพวกเขาเอง
แม้ว่าจะไม่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ แต่การนอนหลับก็ให้ฟังก์ชั่นที่สำคัญสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสมอง ของ มนุษย์ ในปีนี้ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอสค้นพบว่าเครือข่ายการคำนวณแบบ spiking ของระบบ AI ยังประสบกับการลิดรอนการนอนหลับซึ่งไม่มั่นคงเมื่อดำเนินการเป็นเวลานานโดยไม่ต้องพักผ่อน แต่เมื่อใส่เข้าไปในสถานะเครือข่ายที่คล้ายกับคลื่นสมองที่เราพบในระหว่างการนอนหลับการทำงานที่ดีที่สุดจะได้รับการฟื้นฟู
สิ่งนี้อาจฟังดูเป็นเรื่องใหญ่ แต่ความก้าวหน้าใน AI มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนวิธีที่เราตลอดชีวิตของเรา การค้นพบนี้ยังบอกใบ้ว่าสาขาวิชาประสาทวิทยาและสนาม AI สามารถให้ยุคใหม่ของคอมพิวเตอร์อัจฉริยะสุดยอดได้
อุปกรณ์ สมองขนาดเล็ก ถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงคุณภาพของผู้ป่วยในชีวิตที่มีอัมพาตแขนขาที่รุนแรงที่เกิดจากโรคเซลล์ประสาทมอเตอร์ ดำเนินการที่มหาวิทยาลัยเมลเบิร์น การทดลองครั้งนี้ ได้ปลูกฝังเทคโนโลยีไมโครใหม่ภายในสมองของผู้เข้าร่วม
อุปกรณ์ที่เรียกว่า Stentrode ™ถูกแทรกผ่านการผ่าตัดรูกุญแจเข้าไปในคอและจากนั้นย้ายเข้าไปในเยื่อหุ้มสมองมอเตอร์ผ่านหลอดเลือด วิธีการรุกรานน้อยที่สุดนี้จะหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องและภาวะแทรกซ้อนในการฟื้นฟูของการผ่าตัดสมองแบบเปิด
การปลูกถ่ายใช้เทคโนโลยีไร้สายเพื่อถ่ายทอดกิจกรรมของเซลล์ประสาทที่เฉพาะเจาะจงไปยังคอมพิวเตอร์ซึ่งจะถูกแปลงในการกระทำตามความตั้งใจของผู้ป่วย น่าประหลาดใจที่ชิปเล็ก ๆ นี้อนุญาตให้ผู้ป่วยดำเนินการเช่นคลิกและซูมและเขียนด้วยความแม่นยำ 93% ช่วยให้พวกเขาทำสิ่งที่เราทำเช่นข้อความอีเมลและซื้อสินค้าออนไลน์
มันยังคงเป็นวันแรก ๆ แต่ธรรมชาติที่มีการรุกรานน้อยที่สุดแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ยิ่งใหญ่สำหรับระบบประสาทขนาดเล็กเพื่อช่วยให้ผู้คนมีความบกพร่องทางสติปัญญาทุกประเภท
ในปี 2561 เรารายงาน ว่านักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้วิธีการทำซ้ำเซลล์ต้นกำเนิดเป็นเซลล์ประสาทที่เฉพาะเจาะจง ปีนี้นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยในสหรัฐอเมริกาสี่แห่งได้ก้าวไปสู่การยืดอายุการใช้ชีวิตที่ยิ่งใหญ่กว่า โดยการระบุเครือข่ายยีนที่ควบคุมการฟื้นฟูเซลล์พวกมันสามารถ จัดการเซลล์ปกติให้กลายเป็นเซลล์ต้นกำเนิด ซึ่งสามารถแปรเปลี่ยนเป็นเซลล์ชนิดใดก็ได้เพื่อแทนที่เซลล์ที่กำลังจะตาย
การพิสูจน์แนวคิดของพวกเขาได้ดำเนินการกับเซลล์ glial ของปลาม้าลายแปลงพวกมันเป็นเซลล์ต้นกำเนิดอย่างมีประสิทธิภาพซึ่งตรวจพบและฟื้นฟูเซลล์จอประสาทตาที่เสียหายเพื่อกู้คืนการมองเห็นที่บกพร่อง
การตายของเซลล์หรือ apoptosis มีบทบาทสำคัญในการชราภาพตามธรรมชาติในมนุษย์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ นักวิจัยเชื่อว่ากระบวนการสำหรับการสร้างเซลล์ประสาทที่ฟื้นฟูในสมองจะคล้ายกัน หากประสบความสำเร็จมันจะมีผลกระทบมากมายสำหรับเงื่อนไขเช่นโรคอัลไซเมอร์ซึ่งบริเวณสมองขนาดใหญ่สามารถสูญหายไปถึงการตายของเซลล์ประสาท นอกจากนี้ยังอาจมีบทบาทในการป้องกันผลข้างเคียงหลายประการของการชราตามธรรมชาติในสมองเพื่อการใช้ชีวิตที่ยาวนานขึ้นและมีสุขภาพดีขึ้นในรูปแบบสูงสุดในวัยชรา
แทนที่จะแทนที่เซลล์ที่กำลังจะตายนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์กได้ระบุกระบวนการสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการตายของเซลล์สมองที่เรียก ว่า neurodegeneration มันเกี่ยวข้องกับการเปิดเผยกระบวนการที่ การดูดซึมกลูตาเมตของเซลล์ ช่วยป้องกันการตายของเซลล์ในคนที่มีสุขภาพดี
ผลนี้นำไปสู่การฆ่าเซลล์เองเพียงเพราะพวกเขาไม่ได้รับสัญญาณเคมีที่ถูกต้องเพื่อบอกให้พวกเขามีชีวิตอยู่ จากนั้นนักวิจัยได้พัฒนาสารยับยั้งพิเศษที่สามารถก้าวเข้ามาและปิดการใช้งาน 'ความตายที่ซับซ้อน' ของเซลล์ก่อนที่มันจะเกิดขึ้น
สารยับยั้งแสดงให้เห็นว่ามี ประสิทธิภาพสูง ในการปกป้องเซลล์ประสาทหวังว่าจะนำไปสู่ตัวเลือกการรักษาระดับใหม่สำหรับโรคทางระบบประสาท
นักวิจัยมหาวิทยาลัย Aarhus ใช้เทคนิคการถ่ายภาพสัตว์เลี้ยงขั้นสูงและ MRI เพื่อเปิดเผยโรคพาร์คินสันให้เป็น กัน ของโรค
ในตัวแปรหนึ่งโรคเริ่มต้นในลำไส้เริ่มแพร่กระจายไปยังสมองผ่านการเชื่อมต่อของระบบประสาท ในอีกด้านหนึ่งมันเริ่มต้นในสมองแล้วย้ายเข้าไปในลำไส้และอวัยวะอื่น ๆ วิดีโอนี้ให้ภาพรวมที่ยอดเยี่ยม
แม้ว่าจะไม่ได้รับการรักษา แต่เป็นขั้นตอนสำคัญในทิศทางที่ถูกต้องสำหรับความสามารถในการระบุการโจมตีระยะแรกสำหรับมาตรการป้องกัน ตัวอย่างเช่นมันอาจนำไปสู่การรักษาที่ป้องกันไม่ให้โรคแม้จะทำให้มันเข้าไปในสมองโดยสิ้นเชิงซึ่งผลกระทบนั้นจะทำให้ร่างกายอ่อนแอลงเมื่อเวลาผ่านไป นอกจากนี้ยังเป็นอีกชิ้นสำคัญในปริศนาของ symbioses ที่ทรงพลังระหว่างลำไส้ของเราและจิตใจของเราซึ่งเป็นที่รู้จักทางวิทยาศาสตร์ว่าเป็น ใน ลำไส้
นักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และ Imperial College London ได้พัฒนา อัลกอริทึม AI รูปแบบใหม่ ที่สามารถตรวจจับแยกความแตกต่างและระบุการบาดเจ็บที่สมองประเภทต่าง ๆ จากข้อมูลการสแกน CT ภูมิประเทศ
การสแกน CT รวบรวมข้อมูลจำนวนมากซึ่งอาจใช้เวลาหลายชั่วโมงในการวิเคราะห์และสิ่งนี้จำเป็นต้องรวมถึงการประเมินร่วมกันของการสแกนหลายครั้งเมื่อเวลาผ่านไปเพื่อติดตามวิถีการกู้คืนหรือความก้าวหน้าของโรค เครื่องมือ AI ใหม่นี้ดูเหมือนจะดีกว่าผู้เชี่ยวชาญของมนุษย์ในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวรวมถึงเร็วกว่าและถูกกว่า
ตัวอย่างเช่นการวิจัยของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าซอฟต์แวร์มีประสิทธิภาพสูงในการวัดปริมาณความก้าวหน้าของแผลในสมองหลายประเภทโดยอัตโนมัติซึ่งช่วยทำนายว่ารอยโรคใดจะใหญ่ขึ้น การประยุกต์ใช้นวัตกรรมของ AI ประเภทนี้เพื่อช่วยเหลือการวิเคราะห์ของมนุษย์นั้นน่าจะเป็นครั้งแรกของหลาย ๆ คนที่จะเปลี่ยนการวินิจฉัยทางการแพทย์ในรูปแบบที่คุ้มค่า
Super-Agers เป็นบุคคลที่มีทักษะการเรียนรู้ผ่านเพื่อนร่วมงานของพวกเขาในวัยชรารักษาความสามารถทางจิตที่อ่อนเยาว์ในยุค 70 และ 80 จนถึงตอนนี้ความลับในการรักษารูปร่างสูงสุดของพวกเขานั้นไม่ค่อยเข้าใจ
โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยโคโลญและศูนย์วิจัย Juelich ได้ค้นพบ ความแตกต่างที่สำคัญในชีววิทยาของพวก เขา การใช้การสแกน PET พวกเขาเปิดเผยว่า Super-Agers ได้เพิ่มความต้านทานต่อ โปรตีน เอกภาพ และ ด์ จนกระทั่งไม่กี่ปีที่ผ่านมาโปรตีนเหล่านี้พิสูจน์ได้ยากที่จะศึกษา
Super-Agers ยังมีระดับ TAU และ amyloid ระดับต่ำกว่าซึ่งในทางกลับกันนำไปสู่การลดระดับของระบบประสาทชนิดต่าง ๆ ในคนส่วนใหญ่ในปีต่อ ๆ มา ตอนนี้ได้รับการระบุว่าการลดความต้านทานต่อการสะสมของเอกภาพและ amyloid เป็นปัจจัยทางชีวภาพหลักสำหรับการสูญเสียรูปร่างความรู้ความเข้าใจสูงสุด
การวิจัยใหม่สามารถมุ่งเน้นไปที่กระบวนการเหล่านี้เพื่อหาวิธีที่จะรักษาความเสื่อมโทรมทางจิตใจโดยทั่วไปรวมถึงช่วยพัฒนาการรักษาเพื่อป้องกันรูปแบบของภาวะสมองเสื่อมที่เกิดขึ้นแล้ว
ทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานฟรานซิสโกประสบความสำเร็จในการพัฒนาวิธีการโดยใช้ การกระตุ้นสมองส่วนลึก (DBS) เพื่อรักษาอาการซึมเศร้าเฉพาะเมื่อปรากฏ การกระตุ้นสมองส่วนลึกเกี่ยวข้องกับการปลูกฝังขั้วไฟฟ้าภายในสมองเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าเพื่อเปลี่ยนการทำงานของสมอง
การศึกษาก่อนหน้านี้ประสบความสำเร็จอย่าง จำกัด ในการรักษาภาวะซึมเศร้าด้วย DBS เนื่องจากอุปกรณ์สามารถส่งมอบการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องในพื้นที่หนึ่งของสมอง อย่างไรก็ตามภาวะซึมเศร้าอาจส่งผลกระทบต่อพื้นที่ต่าง ๆ ของสมองและลายเซ็นของระบบประสาทของภาวะซึมเศร้าสามารถเพิ่มขึ้นและลดลงอย่างคาดไม่ถึง
โดยมีจุดประสงค์ในการสร้างเครื่องกระตุ้นหัวใจให้กับสมองนักวิทยาศาสตร์จึงถอดรหัสชีวภาพของระบบประสาทใหม่ รูปแบบเฉพาะของการทำงานของสมองนี้ทำนายอาการของอาการได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยความรู้นี้ทีมได้ปรับแต่งเทคโนโลยี DBS ใหม่ที่เปิดใช้งานเฉพาะเมื่อใดและที่ไหนที่รับรู้รูปแบบนั้น
ประเภทของการบำบัดแบบตามความต้องการอัตโนมัตินั้นน่าประทับใจเพราะการตอบสนองการทำงานนั้นมีความพิเศษสำหรับทั้งสมองของผู้ป่วยและวงจรประสาทที่ก่อให้เกิดความเจ็บป่วย ในการทดลองครั้งแรกวิธีการ DBS ที่กำหนดเองนี้ได้รับการทดสอบกับผู้ป่วยที่ทุกข์ทรมานจากภาวะซึมเศร้าอย่างรุนแรงและผ่านด้วยสีบิน เกือบจะในทันทีอาการของผู้ป่วยได้รับการบรรเทาและสิ่งนี้ยังคงเป็นกรณีในระยะยาว
ในยุค Covid ที่ความวิตกกังวลและปัญหาสุขภาพจิตกำลังกลายเป็นมากมายวิธีการนี้สามารถพิสูจน์การบำบัดแบบปราศจากยาที่มีค่าสำหรับผู้คนหลายร้อยล้านคน
เช่นเดียวกับคลื่นแสงมนุษย์สามารถรับรู้คลื่นเสียงที่ค่อนข้างเล็กของคลื่นเสียงที่เดินทางรอบตัวเรา โดยทั่วไปแล้วเราสามารถรับความถี่ระหว่าง 20 Hz และ 20,000 Hz เท่านั้นนอกเหนือจากนี้ถือว่าเป็นอัลตราโซนิก นี่คือช่วงความถี่ที่สัตว์อย่างค้างคาวทำงานและสิ่งที่ใช้ในการสแกนทางการแพทย์พิเศษ
วิธีการใหม่ที่ใช้เทคโนโลยีที่มีความซับซ้อนได้รับการบุกเบิกโดยนักวิทยาศาสตร์ที่ Aalto University และนำไปสู่อุปกรณ์ที่ ระดับ ค้างคาวของมนุษย์ ซึ่งรวมถึงความสามารถในการได้ยินความถี่ที่ดีกว่า 20,000 Hz แต่ยังมองเห็นทิศทางและระยะทางของแหล่งเสียง ตัวอย่างเช่นนักชีววิทยาช่วยให้ผู้คนสามารถติดตามค้างคาวที่ซ่อนตัวในเที่ยวบินและค้นหาตำแหน่งของพวกเขา
มันทำงานได้โดยการบันทึกอัลตร้าซาวด์ผ่านอาร์เรย์ไมโครโฟนทรงกลมซึ่งตรวจจับเสียงอัลตราโซนิกและใช้คอมพิวเตอร์เพื่อแปลระดับเสียงเป็นความถี่ที่ได้ยินได้ จากนั้นก็เล่นคลื่นเสียงที่ถูกแปลงผ่านหูฟังแบบเรียลไทม์ ความสามารถในการรับรู้เสียงที่ไม่ได้ยินโดยปกติอาจมีแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมที่มีค่าเช่นความสามารถในการได้ยินและค้นหาการรั่วไหลของก๊าซเงียบ
แม้ว่าประสาทวิทยาศาสตร์จะเป็นโดเมนของวิทยาศาสตร์ที่ค่อนข้างเล็กและเติบโตอย่างรวดเร็ว แต่ปัญญาประดิษฐ์ (AI) นั้นเป็นทั้งใหม่และเติบโตเร็วกว่ามาก ศักยภาพของการรวมวิทยาศาสตร์ทั้งสองนี้ได้ รับการเปิดเผยโดยนักวิจัยที่ MIT
การใช้การเรียนรู้ของเครื่องจักรพวกเขาได้ค้นพบว่าเครือข่ายประสาทเทียมสามารถเรียนรู้ด้วยตนเองได้อย่างไรในเวลาเพียงไม่กี่นาทีจริง ๆ แล้วเลียนแบบวงจรการดมกลิ่นในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สิ่งนี้ลึกซึ้งเพราะอัลกอริทึมที่ทำงานไม่มีความรู้เกี่ยวกับวิวัฒนาการหลายล้านปีที่จำเป็นในการพัฒนากลิ่นทางชีวภาพ
แต่น่าประหลาดใจที่เครือข่ายประสาทเทียมจำลองกิจกรรมทางชีวภาพของกลิ่นอย่างใกล้ชิดจนเผยให้เห็นเครือข่ายดมกลิ่นของสมองได้รับการปรับให้เหมาะสมทางคณิตศาสตร์สำหรับการทำงานของมัน
การเลียนแบบโครงสร้างตามธรรมชาติของวงจรในสมองโดยการเรียนรู้ด้วยเครื่องจักรอิสระอาจประกาศยุคใหม่โดย AI สอนความลับภายในของวิวัฒนาการทางชีวภาพ ความรู้สึกของกลิ่นเป็นจุดเริ่มต้นในปี 2021 แต่ใครจะรู้ว่าสิ่งนี้จะนำไปสู่ ...
นักวิจัยที่ UC San Francisco ได้พัฒนา ระบบประสาทแบบใหม่ สำหรับผู้ป่วยที่เป็นอัมพาตที่ป้องกันไม่ให้พวกเขาพูด วิธีนี้แสดงให้เห็นถึงความสำเร็จในคนที่มีก้านสมองที่เสียหายอย่างรุนแรงทำให้เกิดอัมพาตร่างกายทั้งหมด
มันค่อนข้างทำงานได้อย่างน่าทึ่งโดยการตรวจจับสัญญาณสมองที่เกี่ยวข้องกับคำพูดที่ควบคุมสายเสียง เมื่อเราพูดสายเสียงต้องใช้คำแนะนำฟังก์ชั่นมอเตอร์ที่ซับซ้อนเพื่อให้เสียงที่หลากหลายที่เราใช้เมื่อสนทนา แม้ว่าจะไม่สามารถเคลื่อนย้ายสัญญาณเหล่านี้ยังสามารถส่งจากสมองได้
การใช้การบันทึกสมองจากผู้ป่วยโรคลมชักนักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการถอดรหัสแบบเรียลไทม์ของคำแนะนำเกี่ยวกับกล้ามเนื้อแกนนำเป็นคำ จากรูปแบบของระบบประสาทเหล่านี้พวกเขาสามารถมองเห็นได้ 50 คำที่แตกต่างกัน 50 คำที่แตกต่างกันเมื่อใดก็ตามที่ผู้ป่วยกำลังคิดพวกเขา
สิ่งที่จำเป็นสำหรับผู้ป่วยที่จะสวมอาร์เรย์อิเล็กโทรดที่มีความหนาแน่นสูงเพื่อจับภาพและบันทึกกิจกรรมของระบบประสาทซึ่งบันทึกสัญญาณจากเยื่อหุ้มสมองมอเตอร์พูด สิ่งนี้อนุญาตให้มีการแปล 18 คำต่อนาทีด้วยความแม่นยำ 93% ข้อได้เปรียบสำหรับผู้ป่วยคือเขาต้องทำตัวเหมือนเขากำลังพูดจริง ๆ และเขาสามารถสื่อสารประโยคที่แตกต่างกันหลายร้อยประโยคจากคำศัพท์ 50 คำ
แม้ว่าการพัฒนานี้ดูเหมือนจะ จำกัด เฉพาะผู้ป่วยที่เป็นอัมพาต แต่เราได้รับอัมพาตทุกคืนเมื่อเราฝัน (เว้นแต่ว่าเราจะนอนหลับ) หากพัฒนาอย่างเพียงพอวิธีการนี้สามารถปูทางไปสู่การแปลความคิดของเราขณะนอนหลับ!
ในทางเทคนิคที่เรียกว่า 'สมอง organoids', สมองขนาดเล็กสามารถปลูกได้จาก เซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ที่เกิด ขึ้น เซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้สามารถนำมาจากผิวหนังหรือเลือดของบุคคลและศักยภาพที่จะ morph เป็นเซลล์ทุกประเภท ประโยชน์คือโครงสร้างของเซลล์โดยปกติการเข้าถึงยากมากสามารถปลูกและแยกได้เพื่อการศึกษา สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสมองอย่างไรก็ตามสมองขนาดเล็กก่อนหน้านี้มีโครงสร้างการทำงานที่ จำกัด
การพัฒนาในปีนี้ โดยนักวิทยาศาสตร์ที่ UCLA ได้ทำให้เกิดความซับซ้อนของโครงสร้างโดยการเพิ่มมวลรวมของ organoids เพื่อสร้างโครงสร้างสมองสามมิติที่ซับซ้อน นักวิจัยนำเซลล์ต้นกำเนิดจากผู้ป่วยที่มีอาการ RETT (เงื่อนไขที่มีอาการชัก) และสามารถเติบโตสมองขนาดเล็กที่มีกิจกรรมการทำงานคล้ายกับส่วนต่าง ๆ ของสมองมนุษย์ นี่หมายความว่าพวกเขาสามารถสังเกตรูปแบบของกิจกรรมไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัยและประสบความสำเร็จซึ่งมีลักษณะคล้ายกับอาการชัก
การวิจัยครั้งนี้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าการทำงานของสมองบางแง่มุมสามารถแยกได้และศึกษาในห้องแล็บจนถึงระดับของเซลล์ที่มีชีวิตแต่ละตัว ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือสมองขนาดเล็กเหล่านี้สามารถปลูกเพื่อทำซ้ำแง่มุมของการทำงานของสมองทั้งปกติและโรคที่เป็นโรครวมถึงการทดสอบยาเสพติดและการรักษาโดยไม่มีความเสี่ยงต่อมนุษย์หรือสัตว์
ขนาดของสมองมนุษย์นั้นใหญ่โตดังนั้นยังมีข้อ จำกัด ที่ชัดเจนในแง่ของความซับซ้อนของโครงสร้างสมองที่สามารถศึกษาได้ แต่เห็นได้ชัดว่าโดเมนประสาทวิทยาศาสตร์ที่เกิดขึ้นใหม่นี้มีไซไฟเช่นศักยภาพ
ด้วยการเติบโตแบบทวีคูณในการเติบโตของพลังงานการคำนวณในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาไมโครชิปได้เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในแต่ละปี ที่มุ่งเน้นด้านเทคโนโลยี ที่มหาวิทยาลัยบราวน์ ได้พัฒนาคอมพิวเตอร์ไร้สายเพื่อให้ดวงตาของมนุษย์พลาดได้อย่างง่ายดาย ขนานนามว่า 'neurograins' - เพราะพวกเขามีขนาดของเม็ดเกลือ - พวกเขาได้รับการพัฒนาเพื่อติดตามและติดตามการทำงานของสมอง
คอมพิวเตอร์ที่มีสีสันพิเศษเหล่านี้สามารถบันทึกกิจกรรมทางไฟฟ้าจากเซลล์ประสาทใกล้เคียงและส่งข้อมูลแบบไร้สาย เป้าหมายคือการพัฒนาระบบอินเทอร์เฟซสมอง (BCI) รูปแบบใหม่ซึ่งเครือข่ายของเครื่องเซ็นเซอร์ขนาดเล็กสามารถติดตามแง่มุมที่มีความหมายของการทำงานของสมองและส่งข้อมูลไปยังฮับใกล้เคียง
ในการทดลองพิสูจน์แนวคิดนักวิจัยได้นำเครือข่ายไปใช้ในการบันทึกกิจกรรมประสาทของหนูด้วยความแม่นยำมากขึ้นกว่าที่เคยประสบความสำเร็จมาก่อน การบันทึกสัญญาณสมองในรายละเอียดที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนมันยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมีสัญญาอย่างมากว่าจะสามารถเปลี่ยนคลื่นสมองให้เป็นการกระทำที่เป็นประโยชน์ในโลกแห่งความเป็นจริงโดยไม่ต้องใช้ความพยายามทางกายภาพ
อาร์เรย์ไมโครอิเล็กโทรด รูปแบบใหม่ เพื่อสร้างรูปแบบของการมองเห็นเทียมผ่านทางขาเทียม นักวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยยูทาห์ที่ศูนย์ตา John A. Moran สร้างอุปกรณ์เพื่อบันทึกและกระตุ้นกิจกรรมของเซลล์ประสาทภายในเยื่อหุ้มสมองที่มองเห็น
ที่ฝังอยู่ในดวงตาอาร์เรย์จะได้รับข้อมูลภาพผ่านแว่นตาที่มีกล้องวิดีโอขนาดเล็กพร้อมข้อมูลที่ประมวลผลโดยซอฟต์แวร์พิเศษ จากนั้นอุปกรณ์จะเปิดใช้งานเซลล์ประสาทจอประสาทตาเพื่อผลิตฟอสฟอรัสราวกับว่าพวกเขาได้รับจุดแสง ในทางกลับกันการอนุญาตให้ภาพพื้นฐานของเส้นและรูปร่างได้รับการยอมรับโดยจิตใจ
การทดลองกับผู้ป่วยที่ตาบอดอย่างสมบูรณ์วิธีนี้พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพและไม่เกี่ยวข้องกับภาวะแทรกซ้อนจากการผ่าตัดหรือการกระตุ้นของเซลล์ประสาท ในการทดสอบครั้งแรกนี้มีการใช้อาร์เรย์เดียวเท่านั้น อย่างไรก็ตามเป้าหมายต่อไปคือการใช้ 7 ถึง 10 อาร์เรย์เพื่อส่งภาพรายละเอียดเพิ่มเติมซึ่งจะช่วยให้คนตาบอดสามารถนำทางโลกได้ด้วยสายตา
นักวิจัยระดับใหม่ของ 'การเต้น' ได้ถูกนำไปใช้โดยนักวิจัยที่ Northwestern University เพื่อซ่อมแซมเนื้อเยื่อในการบาดเจ็บที่ไขสันหลังอย่างรุนแรงและ ประสบความสำเร็จในการกลับเป็น อัมพาต ส่วนการเต้นรำเกี่ยวข้องกับการจัดการการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเหล่านี้เพื่อให้พวกเขาสามารถกระดิกไปสู่การเข้าถึงตัวรับโทรศัพท์มือถือโดยปกติเพื่อให้พวกเขาเข้าไปในการซ่อมแซมเนื้อเยื่อเส้นประสาท
โมเลกุลมหัศจรรย์เหล่านี้ทำงานได้โดยการปิดสัญญาณ cascading กระตุ้นให้แอกซอนฟื้นฟูและช่วยให้เซลล์ประสาทมีชีวิตรอดหลังจากได้รับบาดเจ็บโดยการส่งเสริมให้เกิดเซลล์ชนิดใหม่ที่หลากหลาย นี่คือการสนับสนุนการงอกใหม่ของหลอดเลือดที่หายไปที่จำเป็นสำหรับการรักษาเซลล์
ทดสอบในหนูเพียงการฉีดเพียงครั้งเดียวของการรักษาด้วยโมเลกุลนำไปสู่หนูที่เป็นอัมพาตที่สามารถเดินได้อีกครั้งในเวลาไม่ถึงสี่สัปดาห์ ค่อนข้างสะดวก 12 สัปดาห์ต่อมา (หลังจากการกู้คืนเสร็จสมบูรณ์) วัสดุที่ย่อยสลายเป็นสารอาหารสำหรับเซลล์โดยไม่มีผลข้างเคียงใด ๆ หายไปจากร่างกายอย่างมีประสิทธิภาพ
Virtual Reality (VR) ถูกใช้โดยนักจิตวิทยามานานหลายทศวรรษเพื่อตรวจสอบว่าเรารับรู้ข้อมูลทางประสาทสัมผัสได้อย่างไร นักวิจัยในปีนี้จากมหาวิทยาลัยบาเซิลมหาวิทยาลัยที่เก่าแก่ที่สุดในสวิตเซอร์แลนด์พัฒนา แอปพลิเคชั่นเสมือนจริงเพื่อรักษาความ สูง
เรียกว่า EasyHeights ซอฟต์แวร์ที่เข้ากันได้กับสมาร์ทโฟนให้การบำบัดด้วยการเปิดรับแสงโดยใช้ภาพ 360 °ของสถานที่จริง การสวมชุดหูฟัง VR ผู้ใช้ยืนอยู่บนแพลตฟอร์มที่เริ่มต้นหนึ่งเมตรเหนือพื้นดินจากนั้นเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อผู้ใช้ปรับตัวให้เข้ากับความสูงในแต่ละขั้นตอน มันทำงานได้โดยการเพิ่มความรู้สึกทางประสาทสัมผัสถึงความสูงโดยไม่ต้องกลัวมากขึ้น
การทดลองทางคลินิกแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของรูปแบบการรักษาที่ดื่มด่ำนี้ทำให้เกิดการลดลงอย่างมีนัยสำคัญในความหวาดกลัวในสถานการณ์ที่สูงจริง ผลประโยชน์ได้รับประสบการณ์ด้วยการฝึกอบรมตามบ้านเพียงสี่ชั่วโมง การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าการผสมผสานความรู้ด้านประสาทวิทยากับเทคโนโลยีในปัจจุบันสามารถปรับปรุงคุณภาพชีวิตของผู้คนในทางคลินิกในรูปแบบที่เข้าถึงได้ง่าย
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!
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
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
ยินดีต้อนรับสู่การวิจัยและบริการกลยุทธ์ในวันนี้อย่างรวดเร็ว
ตรวจสอบข้อมูลเชิงลึกที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้เกี่ยวกับบทบาทของประสาทวิทยาศาสตร์ในการเล่นกีฬา
เรียนรู้เกี่ยวกับ neuroplasticity ที่น่าทึ่งของสมอง
ตรวจสอบสิ่งที่ใช้ระบบประสาทและไม่ควรทำเพื่อมติปีใหม่ที่ประสบความสำเร็จ
#1 ระบบการฝึกอบรมความรู้ความเข้าใจที่ผ่านการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์มากที่สุดในโลก สร้างขึ้นจากการวิจัยประสาทวิทยาศาสตร์ 20 ปีโดยหน่วยงานชั้นนำในสาขาของพวกเขา ปรับปรุงสมองและประสิทธิภาพของคุณ
