Ученые научились считывать информацию о наших желаниях с помощью электродов
Ученые из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology - Caltech) смогли подняться на еще одну важную ступень в деле постижения тайн человеческого мозга. В ходе нового исследования удалось не только локализовать то место в мозгу, где возникает импульс, определяющий движение конечностей, но и успешно предсказывать, что именно собирается сделать пациент в данный момент времени.
Впрочем, волноваться по поводу того, что ученые смогут разгадать ваши самые заветные желания, пока еще рано. Речь пока идет только о сугубо физических действиях. Все, что могут разглядеть исследователи из Caltech, - это пятно, соответствующее вспышке активности, которая случается в тот момент, когда человек намеревается переместить свою руку или другую конечность. Ожидается, что подобные исследования окажут решающую помощь в деле создания невральных протезов нового типа, то есть устройств, которые свяжут разум парализованного человека с внешним исполняющим устройством посредством мозговых электродов и компьютера.
Как известно, за последнее время сразу несколько групп исследователей объявили о крупных достижениях в деле управления движением внешних устройств с помощью одной лишь силы мысли. Так, испытуемые оказались способны перемещать курсор по экрану монитора (и тем самым играть в простейшие компьютерные игры), а обезьяны даже научились кормить самих себя "приживленными" манипуляторами. Однако новое исследование имеет одно очень существенное отличие: оно позволяет предсказывать, куда пациент переместил бы свою руку, основываясь лишь на мозговой активности в предшествующий момент - то есть оно имеет дело не с "двигательными" отделами мозга, а с его "расчетным блоком". Это гораздо перспективнее. Дело в том, что области первичной моторной деятельности более уязвимы в случае физических повреждений. Так, если страдает спинной мозг, то как правило нарушаются и коммуникационные функции соответствующей области коры головного мозга, поэтому традиционным способом паралитику уже не поможешь. А вот рассчитывать возможные движения парализованных конечностей мозг все равно продолжает, и если подключиться к этой его функции, то можно добиться гораздо большего.
Признаки планирования движений удалось выявить в так называемой вентролатеральной области префронтального отдела коры головного мозга (ventrolateral prefrontal cortex - vPF). Информация об этом появилась в онлайновой версии журнала Nature Neuroscience.
Нейробиологи Ричард Андерсен (Richard Andersen) и Дэниел Риззато (Daniel Rizzuto) из Caltech изучали пациентов, страдающих тяжелой формой эпилепсии, которым электроды первоначально были вживлены в мозг с совсем иной целью: попытаться проанализировать, какие части мозга ответственны за случающиеся с ними приступы (с тем, чтобы затем их удалить хирургическим путем). "Так как в течение нескольких недель эти пациенты просто лежали там и скучали в ожидании очередного приступа, то я без труда смог получить их согласие поучаствовать в моих исследованиях, используя для этого в своих интересах те электроды, что уже были вживлены", - поясняет Риззато.
Испытуемые следили за некой целью, высвечивающейся на компьютерном мониторе, запоминали ее местоположение, а затем двигались к ней. Анализируя мозговую активность от вживленных электродов с помощью специально подобранных компьютерных алгоритмов, Риззато не только научился с очень высокой точностью определять расположение этой цели на экране, но и угадывать то место, которого пациент стремился достичь, когда видимой цели уже не было. Таким образом организация нужного движения сводится теперь к чисто техническим проблемам, требующим лишь разработки подходящего программного обеспечения и конструирования соответствующего манипулятора.
"Если вы присоединены к невральному протезу, и мы выяснили (предсказали), что ваше внимание сосредоточено на кофейной чашке, которая стоит перед вами (то есть вам нужна именно она), то нам остается лишь вычислить лучшую траекторию, которая позволит достичь этой цели автоматически, а это под силу любой продвинутой компьютерной системе, которая сможет управлять движением манипулятора. Это также позволит вам проделать другие вещи, в то время как автоматизированная рука движется, вместо того, чтобы сосредотачиваться все время на траектории движения руки", - поясняет Риззато. Он считает, что подобные протезы могут появиться через 5-8 лет.
Источники:
Brain Breakthrough: Scientists Know What You'll Do - LiveScience
Scientists Discover What You Are Thinking - PhysOrg.com
Ссылка:
Миниатюрный робот обшарит мозг в поисках мыслей - МедНовости.ру
Обсудить
Статьи по теме
Ученые научились считывать информацию о наших желаниях с помощью электродов
В ходе нового исследования удалось не только локализовать то место в мозгу, где возникает импульс, определяющий движение конечностей, но и успешно предсказывать, что именно собирается сделать пациент в данный момент времени.
Мужчины и женщины действительно думают по-разному
Мужчины и женщины думают по-разному. По крайней мере, от того, какого человек пола, существенно зависит внутреннее устройство и функционирование головного мозга. В новом исследовании показано, что мужчины думают, больше полагаясь на серое вещество (как в свое время совершенно правильно заметил великий сыщик Эркюль Пуаро), а вот женщины мыслят в основном с помощью вещества белого.
Наномандала принесет в мир нанотехнологий буддистское счастье
Организованное взаимодействие отдельных атомов в нанотехнологии имеет некоторое сходство с картинами, возникающими под руками трудолюбивых буддистских монахов, создающих из цветного песка в ходе специальных таинств так называемые песочные мандалы. Цели и методы создания такой мандалы в восточных и западных культурах, конечно, довольно сильно различаются.
"Перепутанные" слепцы раскрыли тайну синестезии
Типичный пример проявления синестезии - "цветной слух" и звуковые переживания при восприятии цвета. В той или иной форме все это встречаются достаточно часто, однако людей, по-настоящему убежденных в том, что "пятерка - именно зеленая", а "понедельник - серый", не так уж и много. Теперь результаты обследования шестерых слепых человек с "синестетическими" способностями готовы разрушить сложившуюся уже было теорию.
Скрытая красота в человеке выявлена экспериментально
"Зорко одно лишь сердце. Самого главного глазами не увидишь". Чтобы это положение превратилось в непререкаемый научный факт, было проведено сразу три исследования по изучению влияния "нефизических" черт на восприятие людьми физической привлекательности своих партнеров.
Добрые люди чаще "ловят" зевки
Инфекционное зевание, как известно, не является простым совпадением. Американские исследователи выяснили, что люди, склонные к "самокопанию" или просто более чуткие, с большей вероятностью склонны "заражаться" чужой зевотой. Основная причина зевания, однако, все еще остается не до конца ясной. Распространенное мнение, будто оно вызвано "кислородным голоданием" в душной комнате, было опровергнуто.
Ученые раскрыли тайну "синдрома Пруста"
Связь запахов и вкусовых ощущений с прихотливой работой памяти была всегда очевидна для наиболее изощренных писателей прошлого и для наших современников. Эффект обретения воспоминаний через запахи получил название "феномен Пруста" и послужил источником бесконечных вариаций у самых разных авторов. Теперь возглавляемая британцами группа нейробиологов подобрала этому явлению соответствующее научное объяснение.
Бегом от обезьяны к человеку
Классики марксизма полагали, что человека создал труд. Религиозные люди верят, что человека создал Бог. Американские ученые Дэниел Либерман и Деннис Брэмбл не согласны ни с теми, ни с другими. По их сенсационной теории, главным фактором очеловечивания наших далеких предков был бег, причем на длинные дистанции. Именно эволюционное приспособление к погоне за добычей постепенно превратило австралопитека в Homo sapiens.
Древние люди обменяли мощные челюсти на разум
Люди должны быть благодарны за свои недюжинные умственные способности и изощренную культуру одной-единственной генетической мутации, в результате которой серьезно ослабли мышцы челюсти. Детальный генетический анализ показал, что эта сугубо человеческая мутация произошла приблизительно 2,4 миллиона лет назад, то есть вскоре после того, как появились самые ранние из известных нам членов рода Homo - с меньшими челюстями, но с большими умственными способностями. Это потрясающее открытие может пролить свет на происхождение рода Homo.
Обезьян удалось превратить в трудоголиков на два месяца
Американским специалистам из Национального института психиатрии в Вашингтоне удалось отключить связь между готовностью обезьян работать и близостью вознаграждения в эксперименте, требовавшем длительных манипуляций для получения "платы". Примерно через 10 недель обезьяны снова осознавали, что "работа может подождать".
Племя без названий для чисел не умеет считать
Изучение примитивного южноамериканского племени способно вновь разжечь жаркие дискуссии по поводу того, могут ли люди считать, если их язык не содержит названий для чисел. С помощью несложных тестов выяснилось, что математические способности взрослых членов этого племени уступают аналогичным способностям американских и европейских младенцев или даже некоторых животных.
Частота свиданий зависит от имени
Если ваши свидания раз за разом срываются, не спешите винить в этом нестиранные носки или дешевый одеколон. Возможно, все дело в вашем имени. Новое исследование, проведенное специалистами по когнитивистике, показало, что распределение и характер гласных и согласных в имени человека действительно влияют на подсознательном уровне на то, насколько привлекательным кажется его владелец другим людям.
Найдена связь между умением рассказывать истории и математическими способностями
Строгое математическое мышление и завиральное сочинительство обычно воспринимаются нами как совершенно различные таланты, редко сочетающиеся в одном и том же человеке, присущие, скорее, каким-то личностям-антиподам. Однако новое исследование из области психологии дошкольников свидетельствует о том, что таланты хорошего рассказчика, проявившиеся в раннем детском возрасте, позволяют спрогнозировать появление у ребенка через пару лет и ярких математических способностей.
Обезьяну в человека превратил не труд, а трусость и коварство
Те приматы, что лучше других умеют обманывать своих сородичей, обычно обладают и самым крупным мозгом. Эта закономерность служит подтверждением так называемой теории "макиавеллевского интеллекта". Согласно этой теории именно выгоды от развития сложных социальных навыков и послужили когда-то причиной развития умственных способностей у приматов.
Красивые и интеллигентные мужчины без клыков появились благодаря капризным самкам
Вряд ли какой-нибудь современный щеголь или красавец-донжуан испытывает благодарность за свою красоту ко всем предшествующим поколениям женщин, а уж тем более к приматам и их сексуальным влечениям. Тем не менее это именно они "вылепили" мужчин такими, каковы они есть.
Удалось экспериментально проследить за процессами старения мозга
Получены экспериментальные данные, которые позволяют лучше понять причины возрастного ослабления памяти. Исследователи выяснили, что старение мозга затрагивает прежде всего зубчатую извилину. Есть основания считать, что именно она интегрирует информацию, приходящую от органов чувств, и в обобщенном виде передает ее другим структурам гиппокампа.
Ученые придумали, как глупышек превращать в интеллектуалок
Сотрудники Пенсильванского университета доказали, что даже небольшой сдвиг концентрации железа в плазме крови женщин за нижнюю границу физиологической нормы негативно сказывается на памяти и интеллектуальном потенциале. При этом они выяснили, что c подобным расстройством вполне можно справиться с помощью приема железосодержащих препаратов.
Изучены механизмы памяти, ограничивающие возможности человеческого интеллекта
Американские нейрофизиологи выяснили, что сведения о предметах и событиях, которые человек способен единомоментно удерживать в памяти, локализованы в очень небольшой области коры головного мозга. Больше всего исследователей поразила малость этого участка, который оказался не больше однокопеечной монеты.
Новое открытие позволит создать лекарства, улучшающие память и интеллектуальные способности
Сотрудники Юго-Западного университета в Техасе уверены, что им удалось выявить белок, играющий ключевую роль в процессах обучения и запоминания. Полученные с помощью методов генной инженерии мыши, нервная система которых не способна вырабатывать этот протеин, глупы до идиотизма (разумеется, по мышиным меркам).
Человеческий мозг воспринимает наши тени как физическое продолжение тел
Мозг человека, как показывает новое исследование, проведенное английскими, итальянскими и немецкими нейробиологами, инстинктивно рассматривает наши тени как продолжение наших тел.
Спящие коты с широко закрытыми глазами: сон разума рождает реальность
Склонность людей во всем окружающем видеть то, что они заранее ожидают увидеть, может быть вызвана характерной мозговой деятельностью, в результате которой постоянно генерируются некие виртуальные предощущения. Такой вывод был сделан израильскими учеными на основе изучения спящих котов.
В Sandia Labs разработана "машина познания"
Новый тип "разумной" машины, которая может в самое ближайшее время существенно изменить процесс общения людей с компьютерами, разработан в национальной лаборатории Министерства энергетики США Sandia Labs. Речь идет ни много ни мало как о создании "синтетического человека", то есть пресловутого искусственного интеллекта.
Разумные хоббиты с Флореса
Американские ученые построили виртуальную модель мозга миниатюрных человекообразных существ, которые около двадцати тысяч лет назад жили на индонезийском острове Флорес. Полученные результаты указывают на то, что эти древние обитатели Малайского архипелага обладали развитой корой больших полушарий и поэтому вполне были способны изготовлять те примитивные каменные орудия, которые были найдены в пещере рядом с их ископаемыми останками.
Крысы-полиглоты
Научные исследования уже давно показали, что язык не является исключительным достоянием человека. Теперь выясняется, что животные не только могут объясняться между собой, но улавливают различия между человеческими языками. Эксперименты продемонстрировали, что крысы воспринимают японскую речь иначе, чем голландскую. Подробности в статье Алексея Левина (Вашингтон).
Против террористов выступят зомбированные крысы
Американские ученые превратили обычных крыс в превосходных ищеек, способных находить людей в развалинах зданий и вынюхивать спрятанную взрывчатку. Они вживили в головной мозг подопытных животных десятки миниатюрных стальных электродов. Такие электроды были введены в три участка: обонятельную и двигательную области коры больших полушарий, а также центр удовольствия, который расположен под корой, в гипоталамусе.
Эволюцию мозга дельфинов сравнили с человеческой
За последние 47 миллионов лет мозг у дельфинов развился до невиданных для других животных размеров. Новое, самое обширное исследование ископаемых останков этих морских жителей поставило своей целью описать динамику соответствующего эволюционного развития. Косвенным образом это может помочь найти ответ на вопрос, как сами люди стали настолько "мозговитыми".
Мозговые волны управляют видеоигрой
Видеоигра, в которой управление осуществляется непосредственно человеческим мозгом, и при этом нет никакой потребности в проводах, мышках и клавиатурах, была продемонстрирована в лаборатории MIT Media Lab Europe в Дублине. "Геймплэй" этой игры, правда, пока весьма незамысловат, однако новинка может оказать неоценимую помощь при разработке интерфейсов, связывающих мозг человека прямо с компьютером. Возможно со временем геймеры так обленятся и ослабеют, что не смогут даже кнопки нажимать.
Ученые NASA начали компьютеризировать человека и создали первых телепатов
Специалисты NASA разработали компьютерную программу, которая может угадывать слова еще до того, как их произнесут, - по нервным импульсам в гортани и речевом аппарате. Результаты предварительных исследований показывают, что сенсорные датчики размером с пуговицу, подсоединенные по обеим сторонам кадыка, улавливая сигналы, исходящие от языка, горла и голосовых связок, действительно могут применяться как устройства для чтения мыслей. Ими снабдят астронавтов, отправляющихся к Марсу.
"Эффект бабочки": машина времени и Интернет
"Эффект бабочки" прочно ассоциируется не только с фантастической посылкой Эдварда Лоренца, но и с одним из самых знаменитых рассказов Рэя Брэдбери, который посвящен путешествиям во времени. Ученые-компьютерщики из Корнельского университета решили "перекинуть мостик" от атмосферных исследований и машины времени к сегодняшнему миру Интернета, транснациональных корпораций, терроризма и пандемий. Вопрос об "баттерфляй-эффекте" может быть перефразирован тогда следующим образом: "Может ли единственный "мессидж" по электронной почте из Бразилии вызвать поток необратимых событий в штате Техас?"
Электронный Брат или Брут?
Компьютер на вашем столе - это только помощник. Он позволяет посылать электронную почту, осуществлять "серфинг" по Сети и даже оплачивать счета. Но вскоре он может стать другом... очень близким другом. И даже Братом... Специалисты из Sandia Lab объединяют с помощью компьютера мозги отдельных людей в единую систему.
Королевский астроном, известный фантаст и принц пугают нас приближающимся апокалипсисом
Выдающийся британский ученый считает, что в настоящее время шансы близкого всемирного апокалипсиса стремительно возросли и составляют примерно 50 на 50. Впрочем, как-то сомнительно, что этот довольно пессимистический взгляд на окружающую нас действительность станет основой для букмекерских ставок.
Новости по теме
