Напомена уредника: У овој недељној серији ЛивеСциенце истражује како технологија покреће научно истраживање и откриће.
Људско искуство је дефинисано од стране мозга, али много о овоме од 3 фунте. орган остаје мистерија. Упркос томе, од снимања мозга до интерфејса између мозга и рачунара, научници су постигли импресивне кораке у развоју технологија како би завирили у ум.
Замишљање мозга
Тренутно научници који проучавају мозак могу сагледати његову структуру или његову функцију. У структурном снимању, машине праве снимке велике анатомије мозга који се могу користити за дијагностику тумора или крвних угрушака, на пример. Функционално снимање пружа динамичан приказ мозга, показујући која су подручја активна током размишљања и перцепције.
Технике структурног снимања укључују ЦАТ скенирање или компјутеризовану аксијалну томографију, која снима пресјеке кроз мозак зрачењем рендгенских зрака на главу из различитих углова. На пример, ЦАТ или ЦТ скенирање се често користе за дијагнозу мождане повреде. Друга метода, позитронска емисиона томографија (ПЕТ), ствара и 2Д и 3Д слике мозга: Радиоактивно обележена хемикалија убризгана у крв емитује гама зраке које скенер детектује. А снимање магнетном резонанцом (МРИ) омогућава преглед целокупне структуре мозга мерењем магнетног спинова атома у јаком магнетном пољу.
"Нема сумње да је МРИ вероватно најбољи начин да се види мозак", рекао је др. Маурицио Цастилло, радиолог са Универзитета Северна Каролина у месту Цхапел Хилл и главни уредник америчког часописа за неурорадиологију.
У области функционалног снимања, тренутни златни стандард је функционална МРИ (фМРИ). Ова техника мери промене протока крви у различитим деловима мозга као проки за која подручја су активна када неко обавља задатак попут читања речи или гледања слике.
„Данас је нагласак покушати спојити како је мозак ожичен активацијом кортекса“, рекао је Цастилло.
Неколико метода се могу комбиновати за спајање структуре и функције мозга. На пример, МРИ и ПЕТ скенирање се могу обавити истовремено, а слике се могу комбиновати како би се приказале физиолошке активности наложене на анатомској мапи мозга. Крајњи резултат може се употријебити да се хирургу каже локација мождане лезије како би се она могла уклонити, рекао је Цастилло.
Недавно је развијена нова техника која се буквално види унутар мозга. Названи ЦЛАРИТИ (изворно за Цлеар Липид-измењени акриламид-хибридизовани крути имиџинг / имуностаинирање / ин ситу хибридизацију-компатибилан ткиво-хИдрогел), може учинити (неживе) мозак прозрачним за светлост, задржавајући нетакнуту структуру. Ова техника се већ користи за визуелизацију неуролошког оживљавања мозга одрасле особе.
Дешифровање мисли
Неки научници желе да у мозгу виде више фигуративно. Унесите интерфејс мозга и рачунара (БЦИ или БМИ, интерфејс мозга и машине), уређаје који повезују мождане сигнале са спољним уређајем, као што су рачунар или протетски уд. БЦИ се крећу од неинвазивних система који се састоје од електрода постављених на власишту, до оних инвазивнијих који захтевају да се електроде имплантирају у мозак.
Неинвазивни БЦИ укључују електроенцефалографију засновану на власишту (ЕЕГ), која бележи активност многих неурона на великим деловима мозга. Предност система заснованих на ЕЕГ је у томе што им није потребна операција. С друге стране, ови системи могу открити само генерализиране мождане активности, па корисник мора своје мисли усмјерити на само један задатак.
Инвазивнији системи укључују електрокортикографију (ЕЦоГ), у којој се електроде имплантирају на површину мозга за снимање ЕЕГ сигнала из кортекса. Откако су Вилдер Пенфиелд и Херберт Јаспер пионирски започели технику почетком 1950-их, она се користи, између осталог, за идентификацију регија мозга у којима почињу епилептични напади.
Неки БЦИ користе електроде имплантиране унутар мождане коре. Иако су ови системи инвазивнији, имају много бољу резолуцију и могу покупити сигнале које шаљу појединачни неурони. БЦИ-ји сада могу чак и дозволити људима са параплегијом (парализа сва четири удова) да управљају роботском руком само кроз мисао, или дозволити корисницима да изговарају речи на екрану рачунара користећи само свој ум.
Упркос многим достигнућима, много тога остаје непознато о мозгу. Да би премостили тај јаз, амерички научници крећу у нови пројекат за мапирање људског мозга, који је председник Барацк Обама најавио у априлу, а зове се БРАИН иницијатива (Браин Ресеарцх ин Адванцинг Инновативе Неуротецхнологиес).
Али неурознанственици су за њих решили свој рад. "Мозак је вероватно најкомплекснија машина у свемиру," рекао је Цастилло. "Још смо далеко од схватања тога."
