Część pierwsza: ludzki kolos
Część druga: mózg
Część trzecia: Latanie nad gniazdem neuronów
Część czwarta: interfejsy neurokomputerów
Część piąta: problem Neuaralinka
Część szósta: Age of Wizards 1
Część szósta: Age of Wizards 2
Część siódma: Wielka fuzja
Film promocyjny:
Latanie nad gniazdem neuronów
To jest Bock. Bock, dziękuję Tobie i Twoim ludziom za wynalezienie języka.
Chcąc Wam podziękować, chcemy Wam pokazać wszystkie niesamowite rzeczy, które udało nam się zbudować dzięki Waszemu wynalazkowi.
W porządku, wsadźmy Bocka do samolotu, potem do łodzi podwodnej i zaciągnijmy go na szczyt Burj Khalifa. Pokażmy mu teraz teleskop, telewizor i iPhone'a. I pozwól mu posiedzieć trochę w Internecie.
To była zabawa. Jak się masz, Bock?
Tak, rozumiemy, że jesteś dość zaskoczony. Na deser pokażmy mu, jak się ze sobą komunikujemy.
Bock byłby zszokowany, gdyby dowiedział się, że pomimo wszystkich magicznych zdolności, które ludzie nabyli w wyniku dialogów między sobą, dzięki umiejętności mówienia, proces naszej komunikacji nie różni się od tego, jaki był za jego czasów. Kiedy dwie osoby chcą porozmawiać, używają technologii sprzed 50 000 lat.
Bock będzie również zaskoczony, że w świecie, w którym działają niesamowite maszyny, ludzie, którzy je stworzyli, wędrują z tymi samymi biologicznymi ciałami, z którymi chodził Bock i jego przyjaciele. Jak to jest możliwe?
Dlatego interfejsy neurokomputerowe (BCI) - podzbiór szerszej dziedziny inżynierii neuronowej, która sama w sobie jest podzbiorem biotechnologii - są tak interesujące. Wielokrotnie podbijaliśmy świat naszymi technologiami, ale jeśli chodzi o mózgi - nasze główne narzędzie - świat technologii nic nam nie daje.
Dlatego nadal komunikujemy się za pomocą technologii wymyślonej przez Bocka. Dlatego piszę to zdanie 20 razy wolniej niż myślę, a zatem choroby związane z mózgiem nadal pochłaniają zbyt wiele istnień ludzkich.
Ale 50 000 lat po tym wielkim odkryciu świat może się zmienić. Następną granicą mózgu będzie on sam.
* * *
Istnieje wiele różnych opcji możliwych interfejsów mózg-komputer (czasami nazywanych interfejsami mózg-komputer lub mózg-maszyna), które przydają się do różnych celów. Ale każdy, kto pracuje nad NCI, próbuje rozwiązać jedno, drugie lub oba te pytania:
1. Jak wydobędę niezbędne informacje z mózgu?
2. W jaki sposób prześlę niezbędne informacje do mózgu?
Pierwsza dotyczy wydajności mózgu - to znaczy zapisu tego, co mówią neurony. Drugi dotyczy wprowadzenia informacji do naturalnego przepływu mózgu lub w jakiś sposób zmiany tego naturalnego przepływu - czyli pobudzenia neuronów.
Te dwa procesy nieustannie zachodzą w Twojej głowie. W tej chwili twoje oczy wykonują określony zestaw poziomych ruchów, które pozwalają ci przeczytać to zdanie. To neurony w mózgu przekazują informacje do maszyny (do oczu), a maszyna otrzymuje polecenie i odpowiada. A kiedy twoje oczy poruszają się w określony sposób, fotony z ekranu penetrują twoją siatkówkę i stymulują neurony w płacie potylicznym twojej kory, pozwalając obrazowi świata wejść do twojej świadomości. Obraz stymuluje następnie neurony w innej części mózgu, co pozwala przetworzyć informacje zawarte w obrazie i nadać sens wypowiedzi.
Wejście i wyjście informacji jest tym, co robią neurony w mózgu. Cały przemysł NCI chce dołączyć do tego procesu.
Na początku wydaje się, że nie jest to takie trudne zadanie. W końcu mózg to tylko galaretowata kulka. A kora - część mózgu, którą chcemy dodać do naszego nagrywania i stymulacji - to po prostu serwetka dogodnie umieszczona na zewnątrz mózgu, gdzie jest łatwo dostępna. Wewnątrz kory znajduje się 20 miliardów neuronów - 20 miliardów małych tranzystorów, które mogą dać nam zupełnie nowy sposób kontrolowania naszego życia, zdrowia i świata, jeśli nauczymy się z nimi pracować. Czy naprawdę tak trudno je zrozumieć? Neurony są małe, ale wiemy, jak rozdzielić atom. Średnica neuronu jest 100 000 razy większa od rozmiaru atomu. Gdyby atom był lizakiem, neuron miałby średnicę kilometrów - więc zdecydowanie powinniśmy być w stanie pracować z takimi ilościami. Dobrze?
Jaki jest problem?
Z jednej strony są to właściwe myśli, ponieważ prowadzą do postępu w tej dziedzinie. Naprawdę możemy to zrobić. Ale gdy tylko zaczniesz rozumieć, co naprawdę dzieje się w mózgu, natychmiast staje się oczywiste: jest to najtrudniejsze zadanie dla człowieka.
Dlatego zanim porozmawiamy o samych NCI, musimy dokładnie przestudiować, co robią ludzie, którzy tworzą NCI. Najlepiej jest powiększyć mózg 1000 razy i zobaczyć, co się stanie.
Pamiętasz nasze porównanie kory do serwetki?
Jeśli powiększymy serwetkę z kory 1000 razy - i miała około 48 centymetrów z każdej strony - na Manhattanie będzie teraz miała dwa bloki długości. Obejście obwodu zajmie około 25 minut. A cały mózg będzie wielkości Madison Square Garden.
Umieśćmy to w samym mieście. Jestem przekonany, że kilkaset tysięcy ludzi, którzy tam mieszkają, nas zrozumie.
Wybrałem powiększenie 1000x z kilku powodów. Jedną z nich jest to, że wszyscy możemy natychmiast konwertować rozmiary w naszej głowie. Każdy milimetr mózgu stał się metr. W świecie neuronów, który jest znacznie mniejszy, każdy mikron stał się milimetrem, który łatwo sobie wyobrazić. Po drugie, kora staje się „ludzka” w rozmiarze: 2 mm grubości wynosi teraz 2 metry - jak wysoki człowiek.
W ten sposób możemy podejść do 29 ulicy, do krawędzi naszej gigantycznej serwetki i łatwo zobaczyć, co się dzieje na jej dwumetrowej grubości. Dla demonstracji wyciągnijmy metr sześcienny naszej gigantycznej skorupy, aby ją zbadać, zobaczyć, co dzieje się w typowym milimetrze sześciennym prawdziwej kory.
Co widzimy w tym metrze sześciennym? Meshanin. Oczyśćmy to i odłóżmy.
Najpierw umieśćmy somy - małe ciałka wszystkich neuronów, które żyją w tej kostce.
Somy różnią się wielkością, ale neurolodzy, z którymi rozmawiałem, twierdzą, że somy neuronów w korze mają najczęściej średnicę 10-15 mikronów (jeden mikron = mikron, 1/1000 milimetra). Oznacza to, że jeśli umieścisz 7-10 z nich w jednej linii, ta linia będzie miała średnicę włosów danej osoby. W naszej skali sum będzie miał 1-1,5 centymetra średnicy. Lizak.
Objętość całej skorupy mieści się w 500 000 milimetrów sześciennych, aw tej przestrzeni będzie około 20 miliardów atomów. Oznacza to, że średni sześcienny milimetr kory zawiera około 40 000 neuronów. Oznacza to, że w naszym metrze sześciennym znajduje się około 40 000 cukierków. Jeśli podzielimy nasze pudełko na 40000 kostek, każdy o krawędzi 3 cm, każdy nasz słodki sum będzie znajdował się w środku własnej kostki 3 cm, a wszystkie pozostałe sumy będą miały 3 cm we wszystkich kierunkach.
Jesteś tu? Czy możesz sobie wyobrazić naszą kostkę metrową z 40 000 pływających cukierków?
Oto mikroskopowy obraz suma w prawdziwej korze; wszystko inne wokół niej zostało usunięte:
Okay, na razie nie wygląda to na skomplikowane. Ale soma to tylko niewielki ułamek każdego neuronu. Z każdego z naszych lizaków rozciągają się skręcone, rozgałęzione dendryty, które w naszej skali mogą rozciągać się od trzech do czterech metrów w różnych kierunkach, a na drugim końcu może znajdować się akson o długości 100 metrów (jeśli przechodzi w inną część kory) lub kilometr (jeśli opada) do rdzenia kręgowego i ciała). Każdy z nich ma grubość milimetra, a druty te przekształcają korę w ciasno tkany elektryczny wermiszel.
A w tym wermiszelu dużo się dzieje. Każdy neuron ma połączenia synaptyczne z 1000 - czasem do 10000 - innymi neuronami. Ponieważ w korze jest około 20 miliardów neuronów, oznacza to, że będzie ponad 20 bilionów indywidualnych połączeń nerwowych (i biliard połączeń w całym mózgu). W naszym metrze sześciennym będzie ponad 20 milionów synaps.
Z tym wszystkim, nie tylko z każdego z 40 000 lizaków w naszej kostce są zarośla wermiszelu, ale tysiące innych spaghetti przechodzi przez naszą kostkę z innych części kory. A to oznacza, że gdybyśmy próbowali rejestrować sygnały lub stymulować neurony konkretnie w tym regionie sześciennym, musielibyśmy być bardzo trudni, ponieważ w gmatwaninie spaghetti trudno byłoby określić, które nitki spaghetti należą do naszego cukierka sumowego (i nie daj Boże, ta pasta będzie zawierać Komórki Purkinjego).
I oczywiście nie zapomnij o neuroplastyczności. Napięcie każdego neuronu stale się zmienia, setki razy na sekundę. Dziesiątki milionów połączeń synaptycznych w naszej kostce będą nieustannie zmieniać rozmiar, znikać i pojawiać się ponownie.
Ale to dopiero początek.
Okazuje się, że w mózgu istnieją również komórki glejowe - komórki, które występują w wielu różnych typach i pełnią wiele różnych funkcji, takich jak wypłukiwanie substancji chemicznych uwalnianych przy synapsach, owijanie aksonów mieliną i służenie układowi odpornościowemu mózgu. Oto niektóre z najczęstszych typów komórek glejowych:
A ile komórek glejowych znajduje się w korze? Mniej więcej tyle samo co neuronów. Więc dodaj 40 000 więcej tych rzeczy do naszej kostki.
Wreszcie są naczynia krwionośne. Każdy milimetr sześcienny kory zawiera około metra maleńkich naczyń krwionośnych. W naszej skali oznacza to, że w naszym metrze sześciennym jest kilometr naczyń krwionośnych. Oto jak wyglądają:
Dygresja na temat Connectomy
Tak więc nasz licznik jest zapakowany, wypełniony elektryzowanym wypełnieniem o różnym stopniu złożoności. Pamiętajmy teraz, że nasze pudełko ma rozmiar milimetra sześciennego.
Inżynierowie interfejsu neurokomputera muszą albo dowiedzieć się, co mówi mikroskopijny sum zakopany w tym milimetrze, albo pobudzić określone sumy do robienia właściwych rzeczy. Powodzenia im.
Trudno byłoby nam to zrobić z naszym mózgiem powiększonym 1000 razy. Z mózgiem, który doskonale zmienia się w serwetkę. Ale w rzeczywistości taki nie jest - ta serwetka leży na mózgu pełnym fałd (które w naszej skali mają głębokość od 5 do 30 metrów). W rzeczywistości mniej niż jedna trzecia kory serwetki znajduje się na powierzchni mózgu - większość z nich znajduje się w fałdach.
Ponadto nie ma tak dużo materiału, z którym można pracować w laboratorium. Mózg pokryty jest wieloma warstwami, w tym czaszką - która przy powiększeniu 1000x miałaby 7 metrów grubości. A ponieważ większości ludzi nie podoba się, gdy ich czaszka jest otwarta zbyt długo - i rzeczywiście jest to wątpliwe wydarzenie - musisz pracować z małymi lizakami mózgowymi tak ostrożnie i delikatnie, jak to tylko możliwe.
I to wszystko pomimo tego, że pracujesz z korą - ale wiele ciekawych pomysłów na temat NCI dotyczy struktur, które są znacznie niższe, a jeśli staniesz na szczycie naszego miejskiego mózgu, będą leżeć na głębokości 50-100 metrów.
Wyobraź sobie, ile dzieje się w naszej kostce - a to tylko jedna 500-tysięczna część kory mózgowej. Gdybyśmy połamali całą naszą gigantyczną skorupę na równe metrowe kostki i ustawili w rzędzie, rozciągałyby się na 500 kilometrów - aż do Bostonu. A jeśli zdecydujesz się na objazd, który podczas szybkiego marszu zajmie ponad 100 godzin, w każdej chwili możesz zatrzymać się i spojrzeć na sześcian, a cała ta złożoność będzie w nim. Wszystko to jest teraz w twoim mózgu.
Neuralink Elona Muska. Część 3: Jak bardzo powinieneś być szczęśliwy, jeśli nie dbasz o to wszystko
Twój.
Powrót do części 3: latanie nad gniazdem neuronów
Jak naukowcy i inżynierowie poradzą sobie z tą sytuacją?
Starają się jak najlepiej wykorzystać narzędzia, którymi obecnie dysponują - narzędzia, których używają do rejestrowania lub stymulowania neuronów. Zbadajmy opcje.
Narzędzia NCI
Na podstawie tego, co już zostało zrobione, można wyróżnić trzy szerokie kryteria, według których ocenia się zalety i wady instrumentu nagrywającego:
1) Skala - ile neuronów można zarejestrować.
2) Rozdzielczość - jak szczegółowe informacje otrzymuje instrument - przestrzenne (jak dokładnie Twoje nagrania informują, które z poszczególnych neuronów są aktywowane) i czasowe (jak dobrze możesz stwierdzić, kiedy ma miejsce rejestrowana aktywność).
3) Inwazyjność - czy operacja jest konieczna, a jeśli tak, to ile kosztuje.
Długofalowym celem jest zebranie śmietanki ze wszystkich trzech i zjedzenie. Ale chociaż nieuchronnie pojawia się pytanie, które z tych kryteriów (jedno lub dwa) możesz pominąć? Wybór tego czy innego narzędzia nie oznacza wzrostu ani spadku jakości, jest kompromisem.
Zobaczmy, jakie narzędzia są obecnie w użyciu:
fMRI
- Skala: duża (pokazuje informacje z całego mózgu)
- Rozdzielczość: niska do średniej - przestrzenna, bardzo niska - czasowa
- Inwazyjność: nieinwazyjna
fMRI jest często używane nie w NCI, ale jako klasyczne narzędzie do nagrywania - dostarcza informacji o tym, co dzieje się w mózgu.
fMRI wykorzystuje MRI, technologię obrazowania metodą rezonansu magnetycznego. Wynaleziony w latach siedemdziesiątych MRI był ewolucją rentgenowskiego tomografii komputerowej. Zamiast promieni rentgenowskich, MRI wykorzystuje pola magnetyczne (wraz z falami radiowymi i innymi sygnałami) do tworzenia obrazów ciała i mózgu. Lubię to:
Kompletny zestaw przekrojów umożliwiający obejrzenie całej głowy.
Bardzo niezwykła technologia.
fMRI („funkcjonalny” MRI) wykorzystuje technologię MRI do śledzenia zmian w przepływie krwi. Po co? Ponieważ kiedy obszary mózgu stają się bardziej aktywne, zużywają więcej energii, co oznacza, że potrzebują więcej tlenu - więc przepływ krwi w tym obszarze wzrasta, aby dostarczyć ten tlen. Oto, co może pokazać skan fMRI:
Oczywiście w mózgu zawsze jest krew - ten obraz pokazuje, gdzie przepływ krwi wzrósł (czerwony, pomarańczowy, żółty), a gdzie zmniejszył się (niebieski). A ponieważ fMRI może skanować cały mózg, wyniki są trójwymiarowe:
FMRI ma wiele zastosowań medycznych, takich jak informowanie lekarzy o tym, czy określone obszary mózgu działają po udarze, a fMRI wiele nauczyło neuronaukowców o tym, które obszary mózgu są zaangażowane w te funkcje. Skan dostarcza również ważnych informacji o tym, co dzieje się w mózgu w określonym momencie, jest bezpieczny i nieinwazyjny.
Dużą wadą jest rozdzielczość. Skanowanie fMRI ma dosłowną rozdzielczość, podobnie jak piksele ekranu komputera, tylko zamiast dwuwymiarowej, jego rozdzielczość jest reprezentowana przez trójwymiarowe sześcienne piksele wolumetryczne - woksele (woksele).
Woksele FMRI stawały się mniejsze wraz z rozwojem technologii, co skutkowało zwiększoną rozdzielczością przestrzenną. Woksele współczesnego fMRI mogą być tak małe, jak milimetr sześcienny. Objętość mózgu wynosi około 1200000 mm3, więc skan fMRI o wysokiej rozdzielczości dzieli mózg na milion małych kostek. Problem w tym, że w skali neuronowej to wciąż całkiem sporo - każdy woksel zawiera dziesiątki tysięcy neuronów. Zatem fMRI w najlepszym przypadku pokazuje średni przepływ krwi pobierany przez każdą grupę około 40 000 neuronów.
Jeszcze większym problemem jest tymczasowe rozwiązanie. fMRI monitoruje przepływ krwi, który jest niedokładny i pozostaje w tyle przez około sekundę - wieczność w świecie neuronalnym.
EEG
- Skala: wysoka
- Rozdzielczość: bardzo mała przestrzennie, średnio-wysoka czasowa
- Inwazyjność: nieinwazyjna
Wynaleziony prawie sto lat temu EEG (elektroencefalografia) umieszcza wiele elektrod na głowie. Lubię to:
EEG jest z pewnością technologią, która dla ludzi będzie wyglądała śmiesznie prymitywnie w 2050 roku, ale w tej chwili jest to jeden z niewielu instrumentów, które można stosować w całkowicie nieinwazyjnych NCI. EEG rejestruje aktywność elektryczną w różnych obszarach mózgu, wyświetlając wyniki w następujący sposób:
Wykresy EEG mogą ujawniać informacje o problemach zdrowotnych, takich jak epilepsja, śledzić wzorce snu lub określać stan dawki znieczulenia.
W przeciwieństwie do fMRI, EEG ma dość dobrą rozdzielczość czasową, odbierając sygnały elektryczne z mózgu, gdy się pojawiają - chociaż czaszka znacznie osłabia czasową dokładność (kość jest słabym przewodnikiem).
Główną wadą jest rozdzielczość przestrzenna. EEG tego nie ma. Każda elektroda rejestruje tylko średnią wartość - wektorową sumę ładunków z milionów lub miliardów neuronów (rozmazanych z powodu czaszki).
Wyobraź sobie, że mózg to stadion baseballowy, jego neurony to ludzie w tłumie, a informacje, które chcemy otrzymać, będą, zamiast aktywności elektrycznej, pochodną strun głosowych. W tym przypadku EEG będzie grupą mikrofonów poza stadionem, poza jego zewnętrznymi ścianami. Będziesz w stanie usłyszeć, kiedy tłum zacznie skandować, a nawet możesz przewidzieć, o czym będą krzyczeć. Będziesz mógł rozpoznać charakterystyczne sygnały, jeśli toczy się bliska walka lub ktoś wygrywa. Możesz również ustalić, czy wydarzy się coś niezwykłego. To wszystko.
ECoG
- Skala: wysoka
- Rozdzielczość: niska przestrzenna, wysoka czasowa
- Inwazyjność: obecna
EKoG (elektrokortykografia) jest podobna do EEG, ponieważ wykorzystuje również elektrody na powierzchni - po prostu umieszcza je pod czaszką na powierzchni mózgu.
Głupi. Ale skuteczny - znacznie skuteczniejszy niż EEG. Bez interferencji z czaszki, ECoG obejmuje wyższe rozdzielczości przestrzenne (około 1 cm) i czasowe (5 milisekund). Elektrody ECoG można umieścić powyżej lub poniżej opony twardej:
Warstwy po lewej stronie, od góry do dołu: skóra głowy, czaszka, opona twarda, pajęczynówka, opona twarda, kora, istota biała. Prawe źródło sygnału: EEG, ECoG, intraparenchymal (LFP itp.)
Wracając do analogii z naszym stadionem, mikrofony ECoG znajdują się wewnątrz stadionu i bliżej tłumu. Dzięki temu dźwięk będzie znacznie wyraźniejszy niż mikrofony EEG poza stadionem, a EKoG będzie w stanie rozróżnić dźwięki poszczególnych segmentów tłumu. Ale ta poprawa kosztuje - wymaga inwazyjnej operacji. Ale według standardów chirurgii inwazyjnej ta interwencja nie jest wcale taka zła. Jak powiedział mi pewien chirurg: „Umieszczenie wypełnienia pod oponą jest stosunkowo nieinwazyjne. Musisz zrobić dziurę w głowie, ale to nie jest takie straszne”.
Lokalny potencjał pola (LFP)
- Skala: mała
- Rozdzielczość: średnio-niska przestrzenna, wysoka czasowa
- Inwazyjność: wysoka
Przejdźmy od dysków elektrod powierzchniowych do mikroelektrod - malutkich igiełek, które chirurdzy wbijają w mózg.
Chociaż niektóre elektrody są nadal wytwarzane ręcznie, nowe technologie wykorzystują płytki krzemowe i techniki produkcji zapożyczone z przemysłu układów scalonych.
Sposób działania lokalnych potencjałów pola jest prosty - bierzesz jedną taką ultracienką igłę z końcówką elektrody i wkładasz ją na głębokość jednego lub dwóch milimetrów do kory. Tam zbiera średnią wartość ładunków elektrycznych ze wszystkich neuronów w określonym promieniu elektrody.
LFP zapewnia niezbyt niską przestrzenną rozdzielczość fMRI w połączeniu z chwilową rozdzielczością czasową ECoG. Według standardów rozdzielczości jest to prawdopodobnie najlepsza opcja spośród wszystkich powyższych.
Niestety jest to straszne według innych kryteriów.
W przeciwieństwie do fMRI, EEG i ECoG, mikroelektroda LFP nie ma skali - informuje tylko o tym, co robi mała otaczająca ją sfera. Jest znacznie bardziej inwazyjny, ponieważ w rzeczywistości dostaje się do mózgu.
Na stadionie baseballowym LFP to pojedynczy mikrofon zawieszony nad jedną sekcją siedzeń, wychwytujący czysty dźwięk w tym obszarze i być może wychwytujący pojedynczy głos tu i tam przez sekundę lub dwie - ale w większości wyczuwa ogólną wibrację.
Zupełnie nowym rozwiązaniem jest matryca wieloelektrodowa, która jest w zasadzie ideą LFP, z tą różnicą, że składa się ze 100 LFP naraz. Macierz wieloelektrodowa wygląda następująco:
Malutki kwadrat o wymiarach 4 x 4 mm ze 100 elektrodami silikonowymi. Oto kolejny, tutaj możesz zobaczyć, jak ostre są elektrody - kilka mikronów na samym końcu:
Rejestracja poszczególnych jednostek
- Skala: malutka
- Rozdzielczość: bardzo wysoka
- Inwazyjność: bardzo duża
Aby zarejestrować szerszą LFP, końcówka elektrody jest lekko zaokrąglona, aby uzyskać większą powierzchnię elektrody, a rezystancja (niewłaściwy termin techniczny) jest zmniejszona, aby wychwycić bardzo słabe sygnały z szerokiego zakresu lokalizacji. W rezultacie elektroda zbiera chór aktywności z lokalnego pola.
Rejestracja poszczególnych jednostek również wykorzystuje elektrodę igłową, ale ich końcówki są bardzo ostre i zwiększona jest również odporność. Z tego powodu większość szumów jest przemieszczana i elektroda prawie nic nie odbiera, dopóki nie znajdzie się bardzo blisko neuronu (gdzieś w odległości 50 mikronów), a sygnał z tego neuronu jest wystarczająco silny, aby pokonać ścianę elektrody o wysokiej rezystancji. Odbierając oddzielne sygnały z jednego neuronu i nie mając szumów tła, elektroda ta może obserwować życie prywatne tego neuronu. Najmniejsza możliwa skala, najwyższa możliwa rozdzielczość.
Niektóre elektrody chcą przenieść relacje na wyższy poziom i użyć metody patch clamp, która pozwala usunąć końcówkę elektrody i pozostawić tylko maleńką rurkę, szklaną pipetę, która będzie bezpośrednio zasysać błonę komórkową neuronu i dokonywać dokładniejszych pomiarów.
Patch clamp ma również tę zaletę: w przeciwieństwie do wszystkich innych metod fizycznie dotyka neuronu i może nie tylko rejestrować, ale także stymulować neuron poprzez wstrzykiwanie prądu lub utrzymywanie napięcia na określonym poziomie w celu wykonania określonych testów (inne metody mogą stymulować tylko całe grupy całe neurony).
Wreszcie, elektrody mogą całkowicie ujarzmić neuron i faktycznie przeniknąć przez błonę, aby nagrać. Jeśli końcówka jest wystarczająco ostra, nie zniszczy komórki - membrana zostanie w pewnym sensie uszczelniona wokół elektrody i bardzo łatwo będzie stymulować neuron lub rejestrować różnicę napięcia między środowiskiem zewnętrznym i wewnętrznym neuronu. Ale jest to technika krótkotrwała - przebity neuron nie będzie żył długo.
Na naszym stadionie rejestracja poszczególnych jednostek będzie wyglądać jak jednokierunkowy mikrofon przypięty do obroży jednego grubasa. Lokalne potencjalne zaciśnięcie to mikrofon w czyimś gardle, który rejestruje precyzyjny ruch strun głosowych. To świetny sposób na poznanie uczuć danej osoby na temat gry, ale zostaną one wyrwane z kontekstu i nie zostaną wykorzystane do oceny tego, co dzieje się w grze lub o niej samej.
To wszystko, co mamy. Przynajmniej tego używamy dość często. Narzędzia te są jednocześnie bardzo zaawansowane i ludziom przyszłości będą się wydawać technologiami epoki kamienia łupanego, którzy nie uwierzą, że musieliśmy wybrać jedną z technologii, aby otworzyć czaszkę, aby uzyskać wysokiej jakości zapisy mózgu.
Jednak mimo wszystkich swoich ograniczeń narzędzia te wiele nas nauczyły o mózgu i doprowadziły do stworzenia pierwszych ciekawych interfejsów mózg-komputer. Więcej o nich w następnej części.
ILYA KHEL
Część pierwsza: ludzki kolos
Część druga: mózg
Część trzecia: Latanie nad gniazdem neuronów
Część czwarta: interfejsy neurokomputerów
Część piąta: problem Neuaralinka
Część szósta: Age of Wizards 1
Część szósta: Age of Wizards 2
Część siódma: Wielka fuzja