Kev tshawb fawb niaj hnub no tshawb xyuas lub hlwb li cas?

2024 Tus sau: Seth Attwood | [email protected]. Kawg hloov kho: 2023-12-16 16:06

Tsis ntev tas los no, raws li cov qauv keeb kwm, lub hlwb tau hais tias yog "lub thawv dub", cov txheej txheem sab hauv uas tseem yog qhov tsis paub. Kev ua tiav kev tshawb fawb tsis ntev los no tsis tso cai rau peb tshaj tawm qhov no categorically. Txawm li cas los xij, tseem muaj cov lus nug ntau dua li cov lus teb tsis paub meej hauv kev tshawb fawb lub hlwb.

Nws yog qhov nyuaj heev kom paub txog hauv qhov system no, uas muaj cosmic tus lej tsis thiab nyob rau hauv qhov kev txav mus los, cov txheej txheem uas tuaj yeem cuam tshuam nrog qhov peb hu ua kev nco thiab kev xav. Qee zaum rau qhov no koj yuav tsum nkag mus ncaj qha rau hauv lub hlwb. Nyob rau hauv qhov ncaj tshaj lub cev kev nkag siab.

Txawm li cas los xij cov neeg tiv thaiv ntawm cov tsiaj qus hais, tsis muaj leej twg tau txwv tsis pub cov kws tshawb fawb los sim cov hlwb ntawm cov liab thiab nas. Txawm li cas los xij, thaum nws los txog rau tib neeg lub hlwb - lub hlwb nyob, tau kawg - kev sim ntawm nws yog qhov ua tsis tau vim yog kev cai lij choj thiab kev coj ncaj ncees. Koj tuaj yeem nkag mus rau hauv "grey teeb meem" nkaus xwb, raws li lawv hais, rau lub tuam txhab nrog tshuaj.

Hlau hauv kuv taub hau

Ib lub sijhawm zoo li no tau nthuav tawm rau cov kws tshawb fawb lub hlwb yog qhov xav tau rau kev phais mob ntawm cov mob hnyav ntawm cov mob vwm uas tsis teb rau kev kho tshuaj. Qhov ua rau ntawm tus kab mob yog qhov cuam tshuam ntawm thaj chaw nruab nrab ntawm lub cev ntawm lub cev. Nws yog cov cheeb tsam no uas yuav tsum tau muab tshem tawm siv txoj kev phais neurosurgery, tab sis ua ntej ntawm tag nrho cov lawv yuav tsum tau txheeb xyuas yog li ntawd, thiaj li hais lus, tsis txhob "txiav tawm ntau tshaj".

American neurosurgeon Yitzhak Fried los ntawm University of California (Los Angeles) yog ib tus thawj coj siv thev naus laus zis ntawm kev ntxig 1 hli electrodes ncaj qha rau hauv cerebral cortex rov qab rau xyoo 1970. Piv nrog rau qhov loj ntawm cov paj hlwb, cov electrodes muaj cyclopean qhov ntev, tab sis txawm tias cov cuab yeej siv tsis zoo no txaus los tshem tawm cov teeb liab hluav taws xob nruab nrab ntawm ntau cov neurons (los ntawm ib txhiab mus rau ib lab).

Hauv txoj ntsiab cai, qhov no txaus kom ua tiav cov hom phiaj kho mob nkaus xwb, tab sis nyob rau qee theem nws tau txiav txim siab los txhim kho cov cuab yeej. Txij tam sim no mus, lub millimeter electrode tau txais qhov kawg ntawm daim ntawv ntawm yim nyias nyias electrodes nrog ib txoj kab uas hla ntawm 50 μm.

Qhov no ua rau nws muaj peev xwm ua kom qhov tseeb ntawm kev ntsuas mus txog qhov kho ntawm lub teeb liab los ntawm cov pab pawg me me ntawm cov neurons. Cov txheej txheem kuj tau tsim los lim tawm cov teeb liab xa los ntawm ib leeg paj hlwb hauv lub hlwb los ntawm lub suab "sib sau ua ke". Tag nrho cov no tau ua tiav tsis yog rau kev kho mob, tab sis rau kev tshawb fawb nkaus xwb.

Lub hlwb plasticity yog dab tsi?

Lub plasticity ntawm lub hlwb yog lub peev xwm zoo kawg nkaus ntawm peb lub cev ntawm kev xav kom hloov mus rau qhov hloov pauv. Yog tias peb kawm ib qho txuj ci thiab cob qhia lub hlwb hnyav, ib qho thickening tshwm nyob rau hauv cheeb tsam ntawm lub hlwb lub luag hauj lwm rau cov txuj ci ntawd. Cov neurons nyob ntawd tsim kev sib txuas ntxiv, sib sau ua ke cov kev txawj ntse tshiab. Thaum muaj kev puas tsuaj rau ib feem tseem ceeb ntawm lub hlwb, lub hlwb qee zaum rov tsim kho cov chaw ploj hauv thaj chaw tsis zoo.

Lub npe neurons

Cov khoom ntawm kev tshawb fawb yog cov neeg tos txog kev phais mob vwm: thaum electrodes embedded nyob rau hauv lub paj hlwb cortex tau nyeem cov teeb liab los ntawm cov neurons kom raug txiav txim siab txog thaj tsam ntawm kev phais, kev sim nthuav dav tau nqa tawm ntawm txoj kev. Thiab qhov no yog qhov xwm txheej thaum lub cim ntawm cov kab lis kev cai pop - Hollywood hnub qub, uas nws cov duab tau yooj yim pom tau los ntawm feem coob ntawm cov neeg hauv ntiaj teb, coj cov txiaj ntsig tiag tiag rau kev tshawb fawb.

Yitzhak Frida tus neeg ua haujlwm, tus kws kho mob thiab tus kws kho mob neurophysiologist Rodrigo Kian Quiroga, tau qhia cov ntsiab lus ntawm nws lub laptop xaiv cov kev pom zoo, suav nrog cov neeg nyiam thiab cov qauv nto moo xws li Sydney Opera House.

Thaum cov duab no tau tshwm sim, hluav taws xob ua haujlwm ntawm ib tus neeg neurons tau pom nyob rau hauv lub hlwb, thiab cov duab sib txawv "tig rau" cov paj hlwb sib txawv. Piv txwv li, ib tug "Jennifer Aniston neuron" raug ntsia, uas "ntev" thaum twg ib tug portrait ntawm no romantic actress tshwm nyob rau hauv lub screen. Txawm hais tias daim duab Aniston tau qhia rau cov ntsiab lus, cov neuron "nws lub npe" tsis poob. Ntxiv mus, nws kuj ua hauj lwm thaum thav duab los ntawm nto moo TV series tshwm nyob rau hauv lub screen, nyob rau hauv uas tus actress starred, txawm tias nws tus kheej tsis nyob rau hauv lub thav duab. Tab sis ntawm qhov pom ntawm cov ntxhais uas tsuas zoo li Jennifer, cov neuron nyob twj ywm.

Txoj kev kawm paj hlwb, raws li nws tau muab tawm, tau txuam nrog cov duab holistic ntawm ib tus neeg ua yeeb yam, thiab tsis yog txhua tus ntawm nws cov tsos lossis khaub ncaws. Thiab qhov kev tshawb pom no tau muab, yog tias tsis yog ib qho tseem ceeb, ces ib qho kev nkag siab txog cov txheej txheem ntawm kev nco mus ntev hauv tib neeg lub hlwb.

Tib yam uas txwv tsis pub peb mus tom ntej yog kev xav txog kev coj ncaj ncees thiab kev cai lij choj, uas tau hais los saum toj no. Cov kws tshawb fawb tsis tuaj yeem tso cov electrodes hauv lwm qhov chaw ntawm lub paj hlwb, tshwj tsis yog cov uas tau raug tshawb fawb ua ntej, thiab txoj kev kawm nws tus kheej muaj lub sijhawm kho mob tsawg.

Qhov no ua rau nws nyuaj heev los nrhiav cov lus teb rau lo lus nug ntawm seb lub neuron ntawm Jennifer Aniston, lossis Brad Pitt, lossis Eiffel Ntauwd yeej muaj, lossis tej zaum vim yog kev ntsuas, cov kws tshawb fawb yuam kev tsuas yog ib lub xovtooj ntawm tag nrho lub network. txuas nrog ib leeg los ntawm kev sib txuas ntawm synaptic, uas yog lub luag haujlwm rau kev khaws cia lossis kev lees paub ntawm qee cov duab.

Ua si nrog cov duab

Ua li ntawd, qhov kev sim tau txuas ntxiv mus, thiab Moran Cerf tau koom nrog lawv - tus cwj pwm zoo heev. Israeli thaum yug los, nws sim nws tus kheej ua tus kws tshaj lij kev lag luam, hacker thiab tib lub sijhawm tus kws qhia kev ruaj ntseg hauv computer, nrog rau tus kws kos duab thiab tus kws sau ntawv comic, kws sau ntawv thiab tshuab raj.

Nws yog tus txiv neej no nrog lub spectrum ntawm cov txuj ci tsim nyog ntawm Renaissance uas tau ua los tsim ib hom neuromachine interface raws li Jennifer Aniston neuron thiab lwm yam. Lub sijhawm no, 12 tus neeg mob ntawm Lub Tsev Kho Mob muaj npe tom qab V. I. Ronald Reagan ntawm University of California. Nyob rau hauv chav kawm ntawm kev tshawb fawb ua ntej, 64 cais electrodes tau muab tso rau hauv thaj tsam ntawm qhov nruab nrab ntawm lub cev lub cev. Nyob rau tib lub sijhawm, kev sim pib.

Txoj kev loj hlob ntawm cov kev tshawb fawb ntawm cov hlab ntsha siab dua cog lus zoo kawg li kev cia siab: tib neeg yuav tuaj yeem nkag siab zoo dua lawv tus kheej thiab tiv nrog tam sim no cov kab mob tsis zoo. Kev coj ncaj ncees thiab kev cai lij choj ntawm kev sim ntawm tib neeg lub hlwb tseem muaj teeb meem.

Cov neeg tau xub pom 110 cov duab ntawm cov ntsiab lus pop kab lis kev cai. Raws li qhov tshwm sim ntawm thawj puag ncig no, plaub daim duab raug xaiv, ntawm qhov pom ntawm qhov excitation ntawm neurons nyob rau hauv ntau qhov chaw ntawm qhov kev kawm ntawm lub cortex tau hais meej meej kaw nyob rau hauv tag nrho cov kev kawm. Tom qab ntawd, ob lub dluab tau tshwm sim ib txhij ntawm qhov screen, superimposed rau ib leeg, thiab txhua tus muaj 50% pob tshab, uas yog, cov duab ci ntsa iab ntawm ib leeg.

Cov ntsiab lus tau hais kom lub hlwb nce qhov ci ntawm ib qho ntawm ob daim duab, kom nws pom nws "tus neeg sib tw". Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, lub neuron lub luag hauj lwm rau cov duab uas tus neeg mob lub siab xav tau ua ib tug muaj zog hluav taws xob teeb liab tshaj lub neuron cuam tshuam nrog cov duab thib ob. Cov pulses tau kho los ntawm electrodes, nkag mus rau hauv lub decoder thiab tig mus rau hauv lub teeb liab uas tswj cov brightness (los yog pob tshab) ntawm daim duab.

Yog li, txoj haujlwm ntawm kev xav tau txaus rau ib daim duab los pib "rauj" rau lwm tus. Thaum cov ntsiab lus raug nug kom tsis txhob ua kom hnyav, tab sis, ntawm qhov tsis sib xws, ua kom ib qho ntawm ob daim duab paler, lub hlwb-lub computer txuas dua ua haujlwm.

Lub taub hau

Qhov kev ua si zoo siab no puas tsim nyog yuav tsum tau ua cov kev sim rau cov neeg nyob, tshwj xeeb tshaj yog cov neeg muaj teeb meem kev noj qab haus huv? Raws li cov kws sau ntawv ntawm qhov project, nws tsim nyog, vim hais tias cov kws tshawb fawb tsis yog tsuas yog txaus siab rau lawv cov kev txaus siab ntawm lub hauv paus, tab sis kuj groped rau txoj hauv kev los daws cov teeb meem siv heev.

Yog tias muaj cov neurons (lossis cov pob neurons) hauv lub hlwb uas zoo siab thaum pom Jennifer Aniston, ces yuav tsum muaj cov hlwb hlwb uas muaj lub luag haujlwm rau cov ntsiab lus thiab cov duab uas tseem ceeb rau lub neej. Nyob rau hauv rooj plaub uas tus neeg mob tsis tuaj yeem hais lus lossis taw qhia nws cov teeb meem thiab kev xav tau ntawm kev piav tes piav taw, kev sib txuas ncaj qha rau lub hlwb yuav pab kws kho mob kawm txog tus neeg mob cov kev xav tau los ntawm cov neurons. Ntxiv mus, ntau lub koom haum raug tsim, ntau tus neeg yuav muaj peev xwm sib txuas lus txog nws tus kheej.

Txawm li cas los xij, ib qho electrode embedded nyob rau hauv lub hlwb, txawm hais tias nws yog 50 microns nyob rau hauv txoj kab uas hla, yog ib yam nkaus thiab crude ib lub cuab tam kom raug lub hom phiaj ib tug tshwj xeeb neuron. Ib txoj kev hloov maj mam dua ntawm kev sib cuam tshuam yog optogenetics, uas cuam tshuam nrog kev hloov pauv ntawm cov paj hlwb ntawm qib caj ces.

Ed Boyden thiab Karl Thessot, uas tau pib lawv txoj haujlwm ntawm Stanford University, raug suav hais tias yog cov thawj coj ntawm cov kev taw qhia no. Lawv lub tswv yim yog ua rau cov neurons siv cov teeb pom kev me me. Rau qhov no, cov hlwb, ntawm chav kawm, yuav tsum tau ua lub teeb-rhiab heev.

Txij li thaum lub cev manipulations ntawm transplanting lub teeb-rhiab proteins - opsins - mus rau hauv ib tug neeg lub hlwb yog yuav luag tsis yooj yim sua, cov kws tshawb fawb tau hais tias … kis neurons nrog ib tug kab mob. Nws yog tus kab mob no uas yuav ua kom paub cov noob uas tsim cov protein uas muaj lub teeb pom kev zoo rau hauv genome ntawm cov hlwb.

Cov tshuab no muaj ntau yam siv tau. Ib qho ntawm lawv yog ib feem ntawm kev kho qhov muag ntawm lub qhov muag nrog lub retina puas los ntawm kev faib lub teeb-sensitive zog rau cov hlwb uas tsis muaj teeb pom kev zoo (muaj kev sim ua tiav ntawm cov tsiaj). Tau txais cov cim hluav taws xob tshwm sim los ntawm qhov teeb meem teeb meem, lub hlwb yuav kawm sai sai ua haujlwm nrog lawv thiab txhais lawv li duab, txawm tias qhov tsis zoo.

Lwm daim ntawv thov ua haujlwm nrog cov neurons ncaj qha hauv lub hlwb siv cov lus qhia me me. Los ntawm activating sib txawv neurons nyob rau hauv lub hlwb ntawm cov tsiaj nrog kev pab los ntawm ib tug beam ntawm lub teeb, nws muaj peev xwm mus taug qab dab tsi coj tus cwj pwm teb cov neurons ua. Tsis tas li ntawd, kev cuam tshuam "lub teeb" hauv lub hlwb yuav muaj txiaj ntsig kho mob yav tom ntej.