Neuralink एलोन मस्क. भाग तीन: उड़ान पर एक घोंसला न्यूरॉन्स के

विलक्षण में शब्द के अर्थ उद्यमी, प्लेबॉय, परोपकारी एलोन मस्क दुनिया भर में जाना जाता है. उन्होंने फैसला किया है करने के लिए लाने में मानवता अंतरिक्ष, मंगल ग्रह उपनिवेश स्थापित करने परित्याग करने के लिए, एक डिस्पोजेबल रॉकेट है । का फैसला किया है वह दुनिया बनाने के लिए क्लीनर, प्रत्यारोपित अमेरिका से कारों के साथ आंतरिक दहन इंजन के लिए स्वयं ड्राइविंग कारों । जबकि खुलासा इन व्यवसायों, वह करता है नहीं द्वारा आलस्य में बैठो. वह कल्पना की Neuralink हमें मदद मिलेगी कि नए लोगों को. बिना सीमाओं के बिना और कमजोरियों, के रूप में यह होना चाहिए नई दुनिया में (एलोन मस्क). दस्तावेज़ के लिए पागल हो विचारों का मुखौटा, के रूप में हमेशा की तरह, स्वेच्छा से टिम शहरी से WaitButWhy (उन्होंने लिखा कृत्रिम बुद्धि के बारे में, मंगल ग्रह का औपनिवेशीकरण और SpaceX). हम वर्तमान में से एक सबसे अच्छा काम करता है की आधुनिक लोकप्रिय विज्ञान पत्रकारिता है । इसके अलावा, पहले व्यक्ति में.

<मजबूत>

<मजबूत>

उड़ान पर घोंसला के न्यूरॉन्स

चलो एक पल के लिए समय में वापस जाने के लिए 50,000 ई. पू., चोरी और किसी को लाना होगा, यह 2017 में.

इस पक्ष में है । पक्ष धन्यवाद, आप और आपके पुरुषों के लिए क्या आप का आविष्कार किया है एक भाषा है ।

करने के लिए धन्यवाद, हम दिखाने के लिए चाहते हैं आप सभी अविश्वसनीय बातें हम करने में सक्षम थे, का निर्माण करने के लिए धन्यवाद अपने आविष्कार है.

ठीक है, चलो डाल बोका विमान पर है, तो एक पनडुब्बी है, तो खींच के शीर्ष पर बुर्ज खलीफा है. अब चलो उसे एक दूरबीन, टीवी और iPhone. और एक छोटे से इंटरनेट पर बैठते हैं.

यह मजेदार था । कैसे आप पक्ष में है?

हाँ, हम समझते हैं कि आप बहुत हैरान हैं. मिठाई के लिए, चलो उसे दिखाने के कैसे हम एक दूसरे के साथ संवाद.

पक्ष चकित किया जाएगा अगर वह जानता था कि, के बावजूद सभी जादुई क्षमता है कि लोगों को प्राप्त कर लिया है, एक परिणाम के रूप में संवादों के बीच खुद को, की क्षमता के लिए धन्यवाद बात करने के लिए, इस प्रक्रिया से अलग नहीं है क्या अपने समय में था. जब दो लोगों को बात करने जा रहे हैं, वे इस्तेमाल किया प्रौद्योगिकी की उम्र के 50 000 साल.

पक्ष भी आश्चर्य हो कि एक दुनिया में काम करते हैं, जो अद्भुत मशीनों के साथ, लोगों को किया था, जो इन कारों के चारों ओर जाने के साथ ही जैविक निकायों, जो बग़ल में चला गया और अपने दोस्तों को भेजें । यह कैसे संभव है?

यही कारण है कि मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस (NCI) के एक सबसेट के व्यापक क्षेत्र के तंत्रिका इंजीनियरिंग, जो अपने आप में एक सबसेट के जैव प्रौद्योगिकी, है, तो दिलचस्प है । हम दुनिया पर विजय प्राप्त की उनकी तकनीक के साथ, लेकिन जब यह आता है करने के लिए मस्तिष्क हमारे मुख्य उपकरण — तकनीक की दुनिया हमें देता है कुछ भी नहीं है.

इसलिए, हम जारी रखने के लिए संवाद का उपयोग प्रौद्योगिकियों का आविष्कार किया । तो मैं इस प्रकार के वाक्य 20 बार की तुलना में धीमी हम लगता है कि, और इसलिए, रोग से संबंधित करने के लिए मस्तिष्क, अभी भी दावा भी कई रहता है.

लेकिन बाद 50 000 साल बाद महान खोजों की दुनिया बदल सकते हैं. अगले सीमा मस्तिष्क में वह है.

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वहाँ रहे हैं कई अलग अलग विकल्प के लिए संभावित मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस (कभी-कभी संदर्भित करने के लिए इंटरफेस के रूप में "मस्तिष्क — कंप्यूटर" या "मस्तिष्क — मशीन") के लिए उपयोगी होते हैं कि अलग अलग चीजें हैं । लेकिन हर कोई है जो पर काम कर रहा है CQM के लिए कोशिश कर रहा है, को हल करने के लिए एक, दो या दोनों इन सवालों के:

<ली>कैसे मैं जा रहा हूँ निकालने के लिए इच्छित जानकारी मस्तिष्क से है? <ली>मैं जरूरत के रूप में जानकारी भेजने के लिए मस्तिष्क के लिए?

पहला वापसी के दिमाग में है कि, <मजबूत>रिकॉर्ड कहते हैं, न्यूरॉन्स. दूसरे से संबंधित करने के लिए परिचय के बारे में जानकारी के प्राकृतिक प्रवाह में मस्तिष्क या परिवर्तन के प्राकृतिक प्रवाह में कुछ रास्ता है कि — <मजबूत>उत्तेजक न्यूरॉन्स.

इन दो प्रक्रियाओं हमेशा होते हैं, अपने सिर में है । सही अब अपनी आँखों को पूरा का एक सेट क्षैतिज आंदोलनों की अनुमति है कि आप इस पढ़ने के लिए वाक्य । यह मस्तिष्क के न्यूरॉन्स के बारे में जानकारी प्रदान करने के लिए मशीन (अपनी आँखों से), और कार के आदेश और प्रतिक्रिया करता है. और जब अपनी आँखें चाल के लिए एक निश्चित तरीका है, फोटॉनों से स्क्रीन में घुसना करने के लिए अपने रेटिना को प्रोत्साहित करने और न्यूरॉन्स में पश्चकपाल पालि के अपने प्रांतस्था की अनुमति देता है, दुनिया की तस्वीर प्राप्त करने के लिए आप में चेतना है । तो इस तस्वीर को उत्तेजित करता है, न्यूरॉन्स के दूसरे हिस्से में अपने मस्तिष्क की अनुमति देता है कि आप करने के लिए प्रक्रिया में निहित जानकारी की छवि, और निकालने के लिए अर्थ से वाक्य.

इनपुट और आउटपुट — कि मस्तिष्क के न्यूरॉन्स. पूरे उद्योग एनआरआई करने के लिए चाहता है में शामिल होने की प्रक्रिया है ।

पहली बार में ऐसा लगता है कि यह एक ऐसी मुश्किल काम नहीं है । क्योंकि मस्तिष्क सिर्फ एक गेंद की जेली । और प्रांतस्था — मस्तिष्क का हिस्सा है कि हम जोड़ने के लिए चाहते हैं के लिए हमारे रिकॉर्डिंग और उत्तेजना — यह सिर्फ एक नैपकिन, पर स्थित के बाहरी हिस्से मस्तिष्क, जहां यह आसान है का उपयोग करने के लिए है । अंदर प्रांतस्था गया है 20 अरब न्यूरॉन्स, 20 अरब छोटे से ट्रांजिस्टर दे सकते हैं कि हमें एक पूरी तरह से नए तरीके से नियंत्रित करने के लिए हमारे जीवन, स्वास्थ्य और शांति अगर हम जानने के लिए उन लोगों के साथ काम. यह समझने के लिए इतना मुश्किल है? न्यूरॉन्स छोटे हैं, लेकिन हम जानते हैं कि विभाजित करने के लिए कैसे के परमाणु है. व्यास के न्यूरॉन में 100 से 000 गुना अधिक परमाणुओं. अगर एटम थे एक लॉलीपॉप, एक न्यूरॉन के लिए किया जाएगा एक किलोमीटर के व्यास में — तो हम निश्चित रूप से करने में सक्षम होना चाहिए काम के साथ इस तरह की मात्रा है । सही है?

समस्या क्या है?

एक हाथ पर, यह सही विचार है क्योंकि वे नेतृत्व करने के लिए क्षेत्र में प्रगति. हम वास्तव में यह कर सकते हैं । लेकिन एक बार जब आप शुरू करने के लिए समझने की क्या वास्तव में हो रहा है मस्तिष्क में, यह तुरंत स्पष्ट हो जाता है कि यह सबसे मुश्किल काम के लिए एक व्यक्ति है ।

तो इससे पहले कि हम बात के बारे में CQM, हम की जरूरत है को देखने के लिए लोग क्या कर रहे हैं पैदा कर रहे हैं NKI. यह सबसे अच्छा है बढ़ाने के लिए मस्तिष्क 1000 बार और देखो क्या होता है.

याद है हमारी तुलना सेरेब्रल कॉर्टेक्स के साथ नैपकिन?

यदि हम वृद्धि ऊतक की छाल 1000 बार — और वह थालगभग 48 इंच, प्रत्येक पक्ष पर — अब यह होगा की लंबाई के दो ब्लॉकों में मैनहट्टन. इसे ले जाएगा के बारे में 25 मिनट के लिए चलने की परिधि. और मस्तिष्क सामान्य रूप में है, आकार के मैडिसन स्क्वायर गार्डन में.

चलो इसे शहर में है । मुझे यकीन है कि कई सौ हजार लोगों को जो वहाँ रहते हैं, हम समझ में आ जाएगा.

मैं चुना एक 1000 गुना वृद्धि के लिए कई कारणों से है । उनमें से एक है कि हम सभी कर सकते हैं तुरन्त परिवर्तित आयाम में अपने सिर है । हर मिलीमीटर वास्तविक मस्तिष्क बन गया एक मीटर है । दुनिया में न्यूरॉन्स की है, जो बहुत कम प्रत्येक माइक्रोन बन गया एक मिलीमीटर है, जो करने के लिए आसान है की कल्पना करो. दूसरा, छाल हो जाता है "मानव" आयाम: 2 मिमी मोटाई अब 2 मीटर उच्च व्यक्ति है ।

इस प्रकार हम कर सकते हैं पर जाने के लिए 29 स्ट्रीट, के किनारे करने के लिए हमारे विशाल ज़ोर से मारना, और यह आसान है देखने के लिए क्या चल रहा था में उसके दो मीटर की मोटाई है । प्रदर्शित करने के लिए, चलो बाहर खींचने के हमारे विशाल घन मीटर छाल का पता लगाने के लिए, यह देखने के लिए, क्या होता है एक सामान्य घन मिलीमीटर की वास्तविक छाल.

क्या हम में देख यह एक घन मीटर है? हैश. चलो यह साफ है और इसे वापस डाल दिया.

पहली जगह है, कैटफ़िश, छोटे शरीर के न्यूरॉन्स में रहते हैं, जो इस घन है ।

कैटफ़िश के आकार में सीमा, लेकिन neuroscientists, मैं किसके साथ बात की थी, का कहना है कि सोमा न्यूरॉन्स के कोर्टेक्स में, सबसे अक्सर 10-15 माइक्रोन व्यास में (एक माइक्रोन = माइक्रोन, के 1/1000 मिलीमीटर). कि है, अगर तुम डाल 7-10 की ये एक लाइन में, इस लाइन में किया जाएगा के व्यास मानव बाल । हमारे पैमाने में सोमा हो जाएगा 1-1,5 सेमी व्यास में है । Lollipop.

की मात्रा पूरे परत फिट बैठता है 500 000 घन मिलीमीटर, और यह अंतरिक्ष के बारे में होगा 20 अरब soms. यही है, औसत घन मिलीमीटर के प्रांतस्था में शामिल है के बारे में 40,000 न्यूरॉन्स. के मामले में हमारे लगभग 40 000 घन मीटर की. यदि हम विभाजित हमारे बॉक्स में 40,000 ब्लॉक, प्रत्येक के साथ 3 इंच, प्रत्येक हमारे सोमा-कैंडी केंद्र में होगा अपनी खुद की 3 इंच घन, और सभी अन्य कैटफ़िश — 3 इंच सभी दिशाओं में.

आप कर रहे हैं अभी भी यहाँ है? आप कल्पना कर सकते हैं हमारे घन मीटर के साथ 40,000 चल कैंडी?

यहाँ सूक्ष्म छवि के सोमा में प्रांतस्था; बाकी सब कुछ, यह चारों ओर निकाल दिया गया है:

ठीक है, तो अब तक यह लग रहा है इतना मुश्किल नहीं है । लेकिन सोमा केवल एक छोटे से हिस्से के प्रत्येक न्यूरॉन. से प्रत्येक के हमारे खिंचाव लॉलीपॉप, मुड़, branched dendrites, जो हमारे पैमाने पर ले जा सकते हैं तीन चार मीटर करने के लिए अलग अलग दिशाओं में, और हो सकता है अक्षतंतु की लंबाई 100 मीटर (अगर स्थानांतरित करने के लिए एक और भाग की परत) या किलोमीटर (यदि उतरता में रीढ़ की हड्डी और शरीर). प्रत्येक मोटाई में मिमी, और इन तारों परत बनाने में कसकर मुड़ विद्युत सेंवई.

इस पास्ता चीजों की एक बहुत है. प्रत्येक न्यूरॉन है synaptic कनेक्शन के साथ एक 1000 — कभी कभी अप करने के लिए 10 000 अन्य न्यूरॉन्स. के रूप में की छाल के बारे में 20 अरब न्यूरॉन्स, इसका मतलब यह है कि यह हो जाएगा और अधिक से अधिक 20 खरब अलग-अलग तंत्रिका कनेक्शन (और एक अरबों-खरबों कनेक्शन मस्तिष्क में). हमारे घन मीटर है, 20 लाख से अधिक synapses.

इस सब के साथ, न केवल प्रत्येक लॉलीपॉप से 40 000 में हमारे क्यूबा आने की एक झाड़ी सेंवई, लेकिन हजारों अन्य स्पेगेटी के माध्यम से पारित हमारे घन के अन्य भागों से प्रांतस्था. और हां, तो, हम की कोशिश की रिकॉर्ड करने के लिए संकेतों या न्यूरॉन्स को प्रोत्साहित करने के लिए विशेष रूप से इस घन क्षेत्र में, हम करने के लिए किया था हो सकता है, क्योंकि बहुत मुश्किल के मेस में स्पेगेटी यह मुश्किल हो जाएगा जो निर्धारित करने के लिए धागे के लिए संबंधित हमारे स्पेगेटी सोमा-कैंडी (और भगवान ना करे, सिद्धांत रूप में, हो सकता है पुर्किन्जे कोशिकाओं).

और, बेशक, के बारे में भूल नहीं neuroplasticity. वोल्टेज के प्रत्येक न्यूरॉन लगातार परिवर्तन, के सैकड़ों बार प्रति सेकंड. और लाखों लोगों के दसियों के synaptic कनेक्शन में हमारे घन लगातार बदल जाएगा आकार, गायब हो जाते हैं और फिर से दिखाई देते हैं.

लेकिन यह केवल शुरुआत है.

यह पता चला है कि मस्तिष्क में वहाँ भी कर रहे हैं glial कोशिकाओं — कोशिकाओं है कि अलग अलग प्रकार के हैं और कई विभिन्न कार्यों प्रदर्शन, इस तरह के रूप में leaching के रसायनों में जारी synapses लपेट axons के साथ माइलिन और रोग प्रतिरक्षा प्रणाली के रखरखाव के मस्तिष्क है. यहाँ कुछ कर रहे हैं के सबसे आम प्रकार के glial कोशिकाओं:

कैसे कई glial कोशिकाओं रहे हैं प्रांतस्था में? उसी के बारे में के रूप में न्यूरॉन्स. इतने में जोड़ने के लिए हमारे घन 40 000.

अंत में, वहाँ रहे हैं रक्त वाहिकाओं. में प्रत्येक घन मिलीमीटर के प्रांतस्था में शामिल एक मीटर के बारे में छोटे रक्त वाहिकाओं. हमारे पैमाने में इसका मतलब यह है कि हमारे घन मीटर कर रहे हैं, किलोमीटर की रक्त वाहिकाओं. यहाँ है कैसे वे देखो:

पीछे हटने के विषय पर connectomes

एक परियोजना मैं काम कर रहा हूँ neuroscientists, यह कहा जाता है connectome परियोजना मानव (मानव Connectome परियोजना). वैज्ञानिकों की कोशिश कर रहे हैं बनाने के लिए एक पूरा विस्तृत नक्शे के पूरे मानव मस्तिष्क है । इससे पहले किसी को भी, और किया है कि.

परियोजना शामिल है टुकड़ा करने की क्रिया मानव मस्तिष्क के लिए बहुत पतली प्लेटों के बारे में 30 नैनोमीटर मोटी है । यह 1/33, 000 मिमी.

इसके अलावा करने के लिए महान चित्र बनाने "रिबन" संरचनाओं के axons के साथ इसी तरह के कार्यों, जो अक्सर विकास के भीतर सफेद बात है, इस तरह है —

— connectome परियोजना में मदद करता है कल्पना करने के लिए कैसे है कि सभी सामान पैक मस्तिष्क में है । यहाँ है एक विस्तृत टूटने के लिए होता है कि सब कुछ में एक छोटा सा टुकड़ा के साथ माउस मस्तिष्क (रक्त वाहिकाओं):

(तस्वीर ई — पूरा अनुभाग के मस्तिष्क, और F – N — अलग-अलग घटकों में शामिल है कि ई).

तो, हमारी मीटर बॉक्स में पैक किया जाता है, के साथ बिछी हुई विद्युतीकृत भरने के अलग-अलग जटिलता है । हमें अब यादहै कि वास्तव में हमारे बॉक्स — एक घन मिलीमीटर के आकार में है ।

इंजीनियरों मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस की जरूरत है या तो करने के लिए बाहर आंकड़ा क्या वे कहते हैं सूक्ष्म कैटफ़िश, दफन मिलीमीटर के लिए, या प्रोत्साहित करने के लिए निश्चित सोमा कि वे सही बातें करते हैं. अच्छा उन्हें किस्मत.

हम पाते हैं यह मुश्किल ऐसा करने के लिए, के साथ हमारी बढ़ाया 1000 बार मस्तिष्क द्वारा. मस्तिष्क के साथ, जो अच्छी तरह से बदल जाता है में एक नैपकिन. लेकिन वास्तव में वह नहीं है — यह नैपकिन के शीर्ष पर है मस्तिष्क, अत्यधिक मुड़ा हुआ (जो, हमारे पैमाने में, गहराई 5 से 30 मीटर की दूरी पर). वास्तव में, एक तिहाई से भी कम ज़ोर से मारना-परत की सतह पर मस्तिष्क के अधिकांश — यह सिलवटों में.

इसके अलावा, सामग्री के साथ जो आप कर रहे हैं काम करने में सक्षम एक प्रयोगशाला में, इतना नहीं । मस्तिष्क द्वारा कवर किया जाता है कई परतों सहित, खोपड़ी — जो 1000 बढ़ाई हो जाएगा एक 7 मीटर मोटी है । और के बाद से नहीं ज्यादातर लोगों को वास्तव में यह पसंद है जब उनकी खोपड़ी भी लंबे समय से एक खुला — और वास्तव में यह संदिग्ध गतिविधि, वे काम करने के लिए है के साथ लॉलीपॉप के मस्तिष्क के रूप में आप कर सकते हैं ध्यान से और नाजुक है ।

और इस सब के बावजूद तथ्य यह है कि आप के साथ काम कर रहे एक छाल — लेकिन दिलचस्प विचारों का एक बहुत के विषय पर NKI साथ काम कर रहे हैं संरचनाओं कर रहे हैं, जो एक बहुत नीचे है और आप के शीर्ष पर खड़े हमारे शहर के मस्तिष्क, वे झूठ होगा की गहराई पर 50-100 मीटर की दूरी पर है ।

बस कितना कल्पना पर जा रहा है में हमारे घन लेकिन यह सिर्फ एक 500 000 प्रमस्तिष्क प्रांतस्था का हिस्सा है । अगर हम तोड़ी हमारे विशाल छाल में एक ही मीटर क्यूब्स और मंगाई उन्हें एक पंक्ति में, वे खिंचाव होता 500 किलोमीटर की दूरी पर बोस्टन. और यदि आप तय करने के लिए एक बाईपास पर ले जाएगा कि 100 घंटे से अधिक चलने के लिए जब तेजी से किसी भी क्षण में आप कर सकते हैं बंद करो और देखो घन, और यह सब जटिलता के अंदर हो जाएगा । यह सब अब आपके दिमाग में.

Neuralink एलोन मस्क. भाग 3: कैसे आप खुश होना चाहिए, तो सब है कि तुम्हें परेशान नहीं करता है

Woweeeee.

वापस करने के लिए भाग 3: एक घोंसला के ऊपर उड़ान भरी के न्यूरॉन्स

कैसे वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के साथ सामना करेंगे इस स्थिति में है?

वे कोशिश कर रहे हैं के सबसे बनाने के लिए उपकरण है कि वे अब कर रहे हैं कि उपकरणों के लिए इस्तेमाल किया रिकॉर्ड या न्यूरॉन्स को प्रोत्साहित. चलो की जांच के विकल्प के साथ.

NCI

क्या है के साथ पहले ही किया गया है, हम भेद कर सकते हैं तीन व्यापक मानदंडों द्वारा मूल्यांकन कर रहे हैं जो पेशेवरों और विपक्ष की रिकॉर्डिंग उपकरण

1) स्केल — कैसे कई न्यूरॉन्स दर्ज किया जा सकता है.

2) संकल्प — कैसे विस्तृत जानकारी के उपकरण — स्थानिक (कैसे अपने नोट्स संकेत मिलता है जो व्यक्ति के न्यूरॉन्स सक्रिय कर रहे हैं) और लौकिक (अच्छी तरह से कैसे कर सकते हैं आप यह निर्धारित जब वहाँ दर्ज की गई है, आप गतिविधि).

3) इनवेसिव सर्जरी, और यदि हां, तो कितना महंगा है ।

लंबी अवधि के लक्ष्य के लिए क्रीम स्किम से सभी तीन और खाने के लिए. लेकिन अभी तक अनिवार्य रूप से सवाल उठता है, जो इन मानदंडों के (एक या दो) आप उपेक्षा कर सकते हैं? चुनाव के उपकरण नहीं है, वृद्धि या कमी की गुणवत्ता, एक समझौता है.

चलो देखते हैं क्या उपकरण वर्तमान में प्रयोग किया जाता है:

<मजबूत>fMRI

<ली><मजबूत>पैमाने: (जानकारी से पता चलता है से पूरे मस्तिष्क) <ली><मजबूत>संकल्प: करने के लिए कम से बीच स्थानिक, बहुत कम अस्थायी <ली><मजबूत>Invasiveness: गैर इनवेसिव

FMRI अक्सर इस्तेमाल किया जाता है में नहीं NKI, और के रूप में एक शास्त्रीय साधन रिकॉर्डिंग — आप जानकारी देता है के बारे में क्या हो रहा है, मस्तिष्क के अंदर है.

FMRI का उपयोग करता एमआरआई प्रौद्योगिकी चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग. आविष्कार 1970 में, एमआरआई बन गया है विकास के एक्स-रे, सीटी स्कैन. इसके बजाय के एक्स-रे, एमआरआई एक चुंबकीय क्षेत्र के साथ (रेडियो तरंगों और अन्य संकेतों) के लिए छवियों को उत्पन्न के शरीर और मस्तिष्क. इस तरह:

एक पूरा सेट के पार वर्गों की अनुमति देता है कि आप को देखने के लिए सिर ।

बहुत ही असामान्य तकनीक है ।

FMRI (कार्यात्मक एमआरआई) तकनीक का उपयोग करता एमआरआई परिवर्तन ट्रैक करने के लिए रक्त के प्रवाह में है. क्यों? क्योंकि जब मस्तिष्क के क्षेत्रों में अधिक सक्रिय हैं, वे अधिक ऊर्जा की खपत है, और इसका मतलब है कि वे और अधिक ऑक्सीजन की जरूरत है तो रक्त का प्रवाह बढ़ जाता है इस क्षेत्र में वितरित करने के लिए इस ऑक्सीजन है । यहाँ है क्या कर सकते हैं दिखाने fMRI स्कैन ।

<पी>बेशक, मस्तिष्क में हमेशा वहाँ है रक्त — इस छवि से पता चलता है जहां वृद्धि हुई रक्त के प्रवाह (लाल, नारंगी, पीला) और जहां यह कमी आई (नीला). और के बाद से fMRI स्कैन कर सकते हैं पूरे मस्तिष्क, परिणाम हो जाएगा, तीन आयामी है:

FMRI कई चिकित्सा अनुप्रयोगों, उदाहरण के लिए, बताए चिकित्सकों के बारे में कैसे कुछ भागों के मस्तिष्क स्ट्रोक के बाद, fMRI सीखा है बहुत अच्छी तरह से neuroscientists पर क्या मस्तिष्क के क्षेत्र में शामिल इन कार्यों के लिए है । स्कैन भी महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है के बारे में क्या हो रहा है में मस्तिष्क में एक विशेष क्षण में समय में, यह सुरक्षित है और गैर इनवेसिव है.

सबसे बड़ा दोष यह है संकल्प. एक fMRI स्कैन एक शाब्दिक संकल्प के रूप में कंप्यूटर स्क्रीन पिक्सल है, लेकिन इसके बजाय दो-आयामी, संकल्प का प्रतिनिधित्व करती है, तीन आयामी घन बड़ा पिक्सल — voxels (voxel, voxel).

FMRI Voxels छोटे हो जाते हैं के सुधार के साथ प्रौद्योगिकी है के नेतृत्व में वृद्धि करने के लिए स्थानिक संकल्प है. आधुनिक fMRI voxels किया जा सकता है के आकार की एक घन मिलीमीटर है । मस्तिष्क की मात्रा के बारे में 1 200 000 मिमी³, तो fMRI स्कैनिंग उच्च संकल्प मस्तिष्क में विभाजित एक लाख छोटे cubes में कटौती । समस्या यह है कि तंत्रिका पैमाने पर अभी भी काफी एक बहुत — प्रत्येक voxel के हजारों शामिल हैं न्यूरॉन्स. तो, सबसे अच्छा में, औसत fMRI से पता चलता है रक्त के प्रवाह को आकर्षित है, प्रत्येक समूह के 40,000 न्यूरॉन्स या तो.

एक और बड़ी समस्या है लौकिक संकल्प है । fMRI पर नज़र रखता है, रक्त प्रवाह है, जो गलत है और देरी हो रही है के बारे में एक दूसरा — एक अनंत काल की दुनिया में न्यूरॉन्स.

<मजबूत>ईईजी

<ली><मजबूत>पैमाने: उच्च <ली><मजबूत>संकल्प: बहुत कम स्थानिक और मध्यम-उच्च अस्थायी <ली><मजबूत>Invasiveness: गैर इनवेसिव

का आविष्कार लगभग एक सदी पहले, ईईजी (electroencephalography) पर लगाता है मन की एक बहुत इलेक्ट्रोड. यहाँ यह है:

ईईजी निश्चित रूप से एक तकनीक है कि अजीब लग जाएगा के लिए एक आदिम लोगों 2050 में, लेकिन फिलहाल यह कुछ में से एक है उपकरण है कि इस्तेमाल किया जा सकता है के साथ एक पूरी तरह से गैर इनवेसिव NKI. ईईजी रिकॉर्ड की विद्युत गतिविधि में अलग-अलग मस्तिष्क क्षेत्रों, परिणामों को प्रदर्शित करने के रूप में इस प्रकार है:

रेखांकन के ईईजी प्रकट कर सकते हैं के बारे में जानकारी इस तरह के चिकित्सा समस्याओं के रूप में मिर्गी ट्रैक करने के लिए, सोने के लिए या निर्धारित की स्थिति की खुराक संज्ञाहरण.

इसके विपरीत करने के लिए fMRI, ईईजी एक काफी अच्छा अस्थायी समाधान प्राप्त करने, विद्युत संकेतों को मस्तिष्क से वे उभरने के रूप में हालांकि खोपड़ी बहुत blurs लौकिक सटीकता (हड्डी के एक गरीब कंडक्टर).

मुख्य दोष यह है कि स्थानिक संकल्प है. ईईजी यह नहीं है. प्रत्येक इलेक्ट्रोड रिकॉर्ड केवल मतलब मूल्य के सदिश योग के आरोपों से लाखों या अरबों न्यूरॉन्स (धुंधला की वजह से खोपड़ी).

कल्पना कीजिए कि मस्तिष्क एक बेसबॉल स्टेडियम, अपने न्यूरॉन्स में लोगों के साथ भीड़ है, और जानकारी है कि हम चाहते हैं करने के लिए होने के बजाय बिजली की गतिविधि के व्युत्पन्न मुखर रस्सियों. इस मामले में, ईईजी का समूह है माइक्रोफोन स्टेडियम के बाहर, के लिए इसकी बाहरी दीवारों. आप सुन सकते हैं, भीड़ के लिए शुरू जाप कर सकते हैं और यहां तक कि अनुमान है कि वह क्या था के बारे में चिल्ला. आप कर सकते हैं बाहर विशिष्ट संकेत है, अगर वहाँ एक करीबी लड़ाई, किसी को जीत जाएगा. हो सकता है आप भी अगर कुछ असामान्य है. यही सब है ।

<मजबूत>ECOG

<ली><मजबूत>पैमाने: उच्च <ली><मजबूत>संकल्प: कम स्थानिक, उच्च अस्थायी <ली><मजबूत>Invasiveness: वर्तमान

ECOG (electrocorticography) के समान है करने के लिए ईईजी के बाद से, यह भी का उपयोग करता है इलेक्ट्रोड सतह पर — केवल उन स्थानों के तहत खोपड़ी की सतह पर मस्तिष्क.

गूंगा है । लेकिन प्रभावी की तुलना में अधिक प्रभावी EEG. हस्तक्षेप के बिना से आता है कि खोपड़ी, ECOG से अधिक को कवर एक उच्च स्थानिक (लगभग 1 सेमी) और लौकिक संकल्प (5 मिसे). के ECOG इलेक्ट्रोड रखा जा सकता है ऊपर या नीचे ड्यूरा मेटर है.

परतों पर छोड़ दिया, शीर्ष करने के लिए नीचे: खोपड़ी, खोपड़ी, Dura, arachnoiditis, नरम तानिका, प्रांतस्था, सफेद बात नहीं है । सही सिग्नल स्रोत: ईईजी, ECOG, intraparenchymally (LFP , आदि)

करने के लिए लौटने के सादृश्य के साथ हमारे स्टेडियम, ECOG माइक्रोफोन स्टेडियम के अंदर और करीब करने के लिए भीड़. तो ध्वनि बहुत क्लीनर हो जाएगा की तुलना में माइक्रोफोन ईईजी स्टेडियम के बाहर, और ECOG में सक्षम हो जाएगा भेद करने के लिए लगता है के अलग-अलग क्षेत्रों की भीड़ है । लेकिन सुधार है पैसे के लायक — इनवेसिव सर्जरी की आवश्यकता है. लेकिन के मानकों के अनुसार इनवेसिव सर्जरी, इस हस्तक्षेप भी बुरा नहीं है. के रूप में मैं ने कहा कि एक सर्जन, "भराई डाल करने के लिए के तहत ड्यूरा मेटर है अपेक्षाकृत गैर इनवेसिव है । होगा बनाने के लिए सिर में एक छेद है, लेकिन यह डरावना नहीं है."

<मजबूत>स्थानीय क्षेत्र क्षमता (LFP)

<ली><मजबूत>पैमाने: <ली><मजबूत>संकल्प: मध्यम-कम स्थानिक, उच्च अस्थायी <ली><मजबूत>Invasiveness: उच्च

चलो पर ले जाने की सतह के साथ इलेक्ट्रोड डिस्क के लिए microelectrodes — छोटे छोटे सुइयों है कि सर्जन छड़ी करने के लिए मस्तिष्क.

मस्तिष्क सर्जन बेन Rapoport मुझे बताया कि उसके पिता (एक न्यूरोसाइंटिस्ट) था microelectrodes:

"जब मेरे पिता ने किया इलेक्ट्रोड, वह कर रहा था उन्हें मैन्युअल रूप से । वह ले लिया एक बहुत ठीक तार — सोना, प्लेटिनम या इरीडियम थे, जो 10-30 माइक्रोन व्यास में डाला और इस तार में एक गिलास केशिका ट्यूब व्यास में मिलीमीटर है । तो आयोजित कांच पर एक लौ और घुमाया है जब तक कांच नरम है. वह खींच लिया केशिका ट्यूब जब तक यह बहुत पतली हो जाता है और आग से बाहर निकाला. अब केशिका ट्यूब रैप और लिफाफे के तार । ग्लास विसंवाहक, और तार गाइड. परिणाम एक गिलास अछूता इलेक्ट्रोड के साथ एक टिप व्यास के 10 माइक्रोन".

आज हालांकि, कुछ इलेक्ट्रोड के अभी भी कर रहे हैं के द्वारा निर्मित हाथ, नई प्रौद्योगिकियों का उपयोग सिलिकॉन substrates और विनिर्माण तकनीक से उधार उद्योग के एकीकृत परिपथों.

<पी>आपरेशन की विधि के स्थानीय क्षेत्र क्षमता सरल है — आप उन लोगों में से एक अल्ट्रा-पतली सुई के साथ एक इलेक्ट्रोड टिप डाल दिया है और यह एक या दो मिलीमीटर प्रांतस्था में है । वह वहाँ एकत्र करता है के औसत मूल्य के बिजली के आरोप से सभी न्यूरॉन्स की एक निश्चित दायरे में इलेक्ट्रोड.

LFP प्रदान करता है तुम नहीं है इस तरह के एक बुरा स्थानिक संकल्प के fMRI के साथ संयुक्त तेजी से लौकिक संकल्प के ECOG. के मानकों के द्वारा अनुमतियाँ शायद सबसे अच्छा विकल्प के लिए ऊपर के सभी है ।

दुर्भाग्य से, वह भयानक पर अन्य मापदंड.

इसके विपरीत करने के लिए fMRI, ईईजी और ECOG, LFP microelectrode कोई स्केल — यह केवल आपको बताता है क्या बनाता है एक छोटे से क्षेत्र के आसपास. और यह बहुत अधिकआक्रामक के रूप में यह वास्तव में मस्तिष्क में प्रवेश करती है.

Ballpark में LFP एक एकल माइक्रोफोन फांसी पर एक अनुभाग के साथ सीटों को हटाने, स्पष्ट ध्वनि के इस क्षेत्र में और हो सकता है के लिए एक दूसरे या दो छीनती एक व्यक्ति की आवाज यहाँ और वहाँ — लेकिन सबसे अधिक भाग के लिए वह महसूस करता है समग्र कंपन.

और अपने नए विकास एक बहु इलेक्ट्रोड सरणी पर आधारित है, जो विचार के LFP है कि केवल 100 LFP एक ही समय में. Multielectrode सरणी इस तरह दिखता है:

एक छोटे से वर्ग के 4 के द्वारा 4 मिमी पर 100 सिलिकॉन इलेक्ट्रोड पर यह. यहाँ एक और एक है, यहाँ आप देख सकते हैं कैसे तेज इलेक्ट्रोड है कुछ माइक्रोन नोक पर.

<मजबूत>अलग-अलग टुकड़ों

<ली><मजबूत>पैमाने: छोटे <ली><मजबूत>संकल्प अल्ट्रा <ली><मजबूत>Invasiveness बहुत ही उच्च

रिकॉर्ड करने के लिए एक व्यापक LFP इलेक्ट्रोड टिप एक छोटे से kruglitsa देने के लिए इलेक्ट्रोड की एक बड़ी सतह क्षेत्र है, और कम प्रतिरोध (एक गलत तकनीकी शब्द) है कि एक का पता लगाने सकता है कुछ बहुत ही कमजोर संकेतों से स्थानों की एक विस्तृत श्रृंखला है । अंत में, इलेक्ट्रोड एकत्र कोरस गतिविधि से स्थानीय क्षेत्र.

के पंजीकरण के अलग-अलग इकाइयों में भी काम एक सुई इलेक्ट्रोड, लेकिन सुझाव बहुत तेज हैं और प्रतिरोध वृद्धि हुई है । इस के कारण विस्थापित का एक बड़ा हिस्सा शोर और इलेक्ट्रोड लगभग कुछ भी नहीं ऊपर उठाता है जब तक आप कर रहे हैं के लिए बहुत करीब न्यूरॉन (के बारे में 50 माइक्रोन), और तरंग के इस न्यूरॉन काफी मजबूत हो जाएगा पर काबू पाने के लिए दीवार के इलेक्ट्रोड के साथ उच्च प्रतिरोध किया है । प्राप्त करने के अलग-अलग संकेतों में से एक न्यूरॉन और नहीं पृष्ठभूमि शोर, इस इलेक्ट्रोड का निरीक्षण कर सकते हैं व्यक्तिगत जीवन के न्यूरॉन. छोटी से छोटी संभव पैमाने पर है, अधिकतम संभव संकल्प.

के कुछ इलेक्ट्रोड आप चाहते हैं लाने के लिए संबंधों को अगले स्तर के लिए लागू करते हैं और स्थानीय विधि का निर्धारण क्षमता (पैच दबाना), जो की अनुमति देता है आप को दूर करने के लिए इलेक्ट्रोड टिप और एक छोटे ट्यूब, गिलास पिपेट होगा, जो सीधे की कोशिका झिल्ली के न्यूरॉन और बाहर ले जाने के लिए एक और अधिक सूक्ष्म आयाम है ।

पैच दबाना लाभ है: के विपरीत अन्य सभी तरीकों के साथ, यह शारीरिक रूप से छू के न्यूरॉन और कर सकते हैं न केवल रिकॉर्ड है, लेकिन यह भी प्रोत्साहित करने के लिए एक न्यूरॉन, इंजेक्शन वर्तमान या वोल्टेज बनाए रखने के एक निश्चित स्तर पर प्रदर्शन करने के लिए विशिष्ट परीक्षण (अन्य तरीकों को प्रोत्साहित कर सकते हैं केवल समूहों न्यूरॉन्स के एक पूरे के रूप में).

अंत में, इलेक्ट्रोड को जीत सकते हैं न्यूरॉन और वास्तव में घुसना झिल्ली के माध्यम से रिकॉर्ड करने के लिए. यदि टिप काफी तेज है, यह नष्ट नहीं होगा कोशिका झिल्ली की तरह है सील के आसपास इलेक्ट्रोड, और यह बहुत आसान हो जाएगा करने के लिए न्यूरॉन्स को प्रोत्साहित करने के लिए या रिकॉर्ड वोल्टेज के बीच अंतर बाह्य और आंतरिक वातावरण के न्यूरॉन. लेकिन यह एक अल्पकालिक तकनीक — छेदा न्यूरॉन नहीं रह जाएगा लंबे समय तक.

पर हमारे स्टेडियम की जांच अलग-अलग इकाइयों की तरह दिखेगा के एक यूनिडायरेक्शनल माइक्रोफोन संलग्न करने के लिए कॉलर के साथ एक मोटा आदमी है । स्थानीय निर्धारण क्षमता है एक माइक्रोफोन में किसी को गले में, रिकॉर्डिंग सटीक आंदोलन के मुखर cords. यह एक महान तरीका है करने के लिए सीखने के अनुभवों के बारे में व्यक्ति के बारे में खेल है, लेकिन वे हो जाएगा, संदर्भ से बाहर ले और यह असंभव है करने के लिए न्यायाधीश क्या में हो रहा है खेल के बारे में या खुद को आदमी.

है कि हम सभी की है. कम से कम है कि क्या हम का उपयोग काफी अक्सर होता है. इन उपकरणों को भी बहुत ही उन्नत और यह लग रहे हो जाएगा की तरह पाषाण युग प्रौद्योगिकी के भविष्य के लोगों को जो विश्वास नहीं करते कि हम था का चयन करने के लिए तकनीकों में से एक खुला दरार करने के लिए खोपड़ी को प्राप्त करने के लिए उच्च गुणवत्ता रिकॉर्डिंग मस्तिष्क पर.

लेकिन के लिए अपने सभी सीमाओं के साथ, इन उपकरणों हमें बहुत कुछ सिखाया है मस्तिष्क के बारे में और निर्माण के लिए नेतृत्व की पहली जिज्ञासु मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस । और अधिक पढ़ें उनके बारे में अगले भाग में.

करने के लिए जारी रखा जा सकता है.