Pirmā daļa: Cilvēka koloss
Otrā daļa: smadzenes
Trešā daļa: Lidošana pāri Neironu ligzdai
Ceturtā daļa: neirodatoru saskarnes
Piektā daļa: Neuaralink problēma
Sestā daļa: Burvju vecums 1
Sestā daļa: Burvju vecums 2
Septītā daļa: Lielā saplūšana
Reklāmas video:
Lidošana virs neironu ligzdas
Tas ir Boks. Bock, paldies tev un taviem cilvēkiem par valodas izgudrošanu.
Lai pateiktos jums, mēs vēlamies jums parādīt visas neticamās lietas, kuras mums izdevās izveidot, pateicoties jūsu izgudrojumam.
Labi, iesēdināsim Boku lidmašīnā, pēc tam zemūdenē, pēc tam velciet viņu uz Burj Khalifa virsotni. Tagad parādīsim viņam teleskopu, televizoru un iPhone. Un ļaujiet viņam nedaudz sēdēt internetā.
Tas bija jautri. Kā tev, Bock?
Jā, mēs saprotam, ka jūs esat diezgan pārsteigts. Par desertu parādīsim viņam, kā mēs sazināmies savā starpā.
Boks būtu šokēts, ja uzzinātu, ka, neraugoties uz visām maģiskajām spējām, kuras cilvēki ir ieguvuši dialoga rezultātā, pateicoties spējai runāt, mūsu saziņas process neatšķiras no tā, kāds tas bija viņa laikā. Kad divi cilvēki gatavojas runāt, viņi izmanto 50 000 gadu vecas tehnoloģijas.
Boks būs pārsteigts arī par to, ka pasaulē, kurā darbojas pārsteidzošas mašīnas, cilvēki, kas lika šīm mašīnām klīst ar tiem pašiem bioloģiskajiem ķermeņiem, ar kuriem staigāja Boks un viņa draugi. Kā tas ir iespējams?
Tāpēc neirodatoru saskarnes (BCI) - plašākas neironu inženierijas jomas apakškopa, kas pati par sevi ir biotehnoloģijas apakškopa - ir tik interesantas. Mēs esam vairākkārt iekarojuši pasauli ar savām tehnoloģijām, bet, runājot par smadzenēm - mūsu galveno instrumentu - tehnoloģiju pasaule mums neko nedod.
Tāpēc mēs turpinām sazināties, izmantojot Bock izgudroto tehnoloģiju. Tāpēc es šo teikumu rakstīju 20 reizes lēnāk, nekā es domāju, un tāpēc ar smadzenēm saistītas slimības joprojām prasa pārāk daudz cilvēku.
Bet 50 000 gadus pēc šī lielā atklājuma pasaule var mainīties. Nākamā smadzeņu robeža ir pati.
* * *
Ir daudz dažādu iespēju iespējamām smadzeņu un datoru saskarnēm (dažreiz sauktas starp smadzenēm datoriem vai smadzenēm mašīnām), kas noder dažādām lietām. Bet visi, kas strādā ar NQI, mēģina atrisināt vienu, otro vai abus no šiem jautājumiem:
1. Kā es iegūšu nepieciešamo informāciju no smadzenēm?
2. Kā es nosūtīšu smadzenēm nepieciešamo informāciju?
Pirmais attiecas uz smadzeņu izvadi, tas ir, neironu teiktā ierakstīšanu. Otrais attiecas uz informācijas ievadīšanu smadzeņu dabiskajā plūsmā vai kaut kā šīs dabiskās plūsmas maiņu - tas ir, neironu stimulēšanu.
Šie divi procesi pastāvīgi notiek jūsu galvā. Pašlaik jūsu acis veic noteiktu horizontālu kustību kopumu, kas ļauj jums izlasīt šo teikumu. Tieši smadzeņu neironi izplata informāciju mašīnai (jūsu acīm), un mašīna saņem komandu un reaģē. Un, kad jūsu acis pārvietojas noteiktā veidā, fotoni no ekrāna iekļūst tīklenē un stimulē neironus jūsu garozas pakauša daivā, ļaujot pasaules attēlam iekļūt jūsu apziņā. Tad attēls stimulē neironus citā jūsu smadzeņu daļā, kas ļauj apstrādāt attēlā redzamo informāciju un saprast jēgu.
Informācijas ievade un izvade ir tas, ko dara smadzeņu neironi. Šim procesam vēlas pievienoties visa NCI nozare.
Sākumā šķiet, ka tas nav tik grūts uzdevums. Galu galā smadzenes ir tikai želejas bumba. Un garoza - tā smadzeņu daļa, kuru mēs vēlamies pievienot savam ierakstam un stimulācijai - ir tikai salvete, kas ērti atrodas smadzeņu ārpusē, kur tai var viegli piekļūt. Garozas iekšpusē ir 20 miljardi neironu - 20 miljardi sīku tranzistoru, kas varētu iemācīt mums pilnīgi jaunu veidu, kā kontrolēt savu dzīvi, veselību un pasauli, ja iemācīsimies ar tiem strādāt. Vai tiešām viņus ir tik grūti saprast? Neironi ir mazi, bet mēs zinām, kā sadalīt atomu. Neirona diametrs ir 100 000 reižu lielāks nekā atoms. Ja atoms būtu konfekte, neirons būtu kilometru garumā - tāpēc mums noteikti vajadzētu būt iespējai strādāt ar šādiem daudzumiem. Taisnība?
Kāda ir problēma?
No vienas puses, šīs ir pareizās domas, jo tās ved uz priekšu šajā jomā. Mēs to tiešām varam izdarīt. Bet, tiklīdz jūs sākat saprast, kas patiesībā notiek smadzenēs, tas uzreiz kļūst acīmredzams: tas ir visgrūtākais cilvēka uzdevums.
Tāpēc, pirms mēs runājam par pašiem NCI, mums rūpīgi jāizpēta, ko dara cilvēki, kuri veido NCI. Vislabāk ir palielināt smadzenes 1000 reizes un redzēt, kas notiek.
Vai atceraties mūsu smadzeņu garozas salīdzinājumu ar salveti?
Ja mizas salveti palielināsim 1000 reizes - un katrā pusē tā bija aptuveni 48 centimetri -, tā Manhetenā tagad būs divu kvartālu garumā. Apbraukšana pa perimetru prasīs apmēram 25 minūtes. Un visas smadzenes būs Medisona laukuma dārza lielumā.
Izliksim to pašā pilsētā. Esmu pārliecināts, ka vairāki simti tūkstoši cilvēku, kas tur dzīvo, mūs sapratīs.
Es izvēlējos 1000x palielinājumu vairāku iemeslu dēļ. Viens no tiem ir tas, ka mēs visi varam uzreiz pārveidot izmērus savā galvā. Katrs faktisko smadzeņu milimetrs ir kļuvis par metru. Neironu pasaulē, kas ir daudz mazāka, katrs mikrons ir kļuvis par milimetru, kuru ir viegli iedomāties. Otrkārt, miza kļūst "cilvēka" izmēra: 2 mm biezums tagad ir 2 metri - tāpat kā garš cilvēks.
Tādējādi mēs varam iet līdz 29. ielai, līdz mūsu milzīgās salvetes malai, un ir viegli redzēt, kas notiek tās divu metru biezumā. Demonstrācijai izvilksim kubikmetru mūsu milzu garozas, lai to pārbaudītu, redzētu, kas notiek tipiskā kubiskā milimetrā īstas mizas.
Ko mēs redzam šajā kubikmetrā? Meshanin. Iztīrīsim un ieliksim.
Vispirms novietosim somas - visu šajā kubā dzīvojošo neironu mazos ķermeņus.
Somas atšķiras pēc izmēra, bet neirozinātnieki, ar kuriem es runāju, saka, ka garozas neironu somas parasti ir 10-15 mikronu diametrā (viens mikrons = mikrons, 1/1000 milimetrs). Tas ir, ja jūs ievietojat 7-10 no tiem vienā līnijā, šī līnija būs cilvēka matu diametrs. Pēc mūsu skalas sams būs 1-1,5 centimetru diametrā. Konfekte.
Visas garozas tilpums ietilpst 500 000 kubikmilimetros, un šajā telpā būs apmēram 20 miljardi somu. Tas ir, vidējais garozas kubiskais milimetrs satur apmēram 40 000 neironu. Tas ir, mūsu kubikmetrā ir apmēram 40 000 konfekšu. Ja mēs sadalīsim savu kastīti 40 000 kubiņos, katrs ar 3 cm malu, katrs mūsu konfekšu sams atradīsies sava 3 cm lielā kuba centrā, un visi pārējie sams būs 3 cm visos virzienos.
Vai jūs tagad esat šeit? Vai jūs varat iedomāties mūsu skaitītāja kubu ar 40 000 peldošām konfektēm?
Šeit ir miksa mikroskopisks sams attēls īstā garozā; viss pārējais viņas apkārtnē ir noņemts:
Labi, līdz šim tas neizskatās tik sarežģīti. Bet soma ir tikai niecīga daļa no katra neirona. No katra mūsu konfektes stiepjas savīti, sazaroti dendrīti, kas pēc mūsu skalas var stiept trīs līdz četrus metrus dažādos virzienos, un otrā galā varētu būt 100 metrus garš aksons (ja tas šķērso citu garozas daļu) vai kilometrs (ja tas nolaižas) muguras smadzenēs un ķermenī). Katrs no tiem ir milimetru biezs, un šie vadi mizu pārveido par cieši austiem elektriskiem vermicelli.
Un šajā vermicelli notiek ļoti daudz. Katram neironam ir sinapses savienojumi ar 1000 - dažreiz līdz 10 000 - citiem neironiem. Tā kā garozā ir aptuveni 20 miljardi neironu, tas nozīmē, ka būs vairāk nekā 20 triljoni individuālu neironu savienojumu (un kvadriljoni savienojumu visās smadzenēs). Mūsu kubikmetrā būs vairāk nekā 20 miljoni sinapses.
Ar to visu no katras mūsu kuba 40 000 konfektes izplūst ne tikai vermicelli biezokņi, bet tūkstošiem citu spageti iziet cauri mūsu klucim no citām mizas daļām. Un tas nozīmē, ka, ja mēs mēģinātu ierakstīt signālus vai stimulēt neironus tieši šajā kubiskajā reģionā, mums būtu jābūt ļoti sarežģītiem, jo spageti burziņā būtu grūti noteikt, kuras spageti šķipsnas pieder mūsu sama konfektēm (un nedod Dievs, šī pasta saturēs Purkinje šūnas).
Un, protams, neaizmirstiet par neiroplastiskumu. Katra neirona spriegums pastāvīgi mainās, simtiem reižu sekundē. Un desmitiem miljonu sinaptisko savienojumu mūsu kubā pastāvīgi mainīsies, pazudīs un atkal parādīsies.
Bet tas ir tikai sākums.
Izrādās, ka glijas šūnas eksistē arī smadzenēs - šūnas, kurām ir daudz dažādu veidu un kuras veic daudzas dažādas funkcijas, piemēram, sinapsēs izdalīto ķīmisko vielu izskalošana, aksonu aptīšana ar mielīnu un smadzeņu imūnsistēmas apkalpošana. Šeit ir daži no visbiežāk sastopamajiem gliālo šūnu tipiem:
Un cik glijas šūnu ir garozā? Apmēram tikpat daudz kā neironi. Tāpēc pievienojiet mūsu kubam vēl 40 000 šo lietu.
Visbeidzot, ir asinsvadi. Katrā garozas kubiskajā milimetrā ir apmēram metrs sīku asinsvadu. Pēc mūsu skalas tas nozīmē, ka mūsu kubikmetrā ir kilometrs asinsvadu. Viņi izskatās šādi:
Novirze no Connectoma
Tātad, mūsu skaitītāju kaste ir iepakota, piepildīta ar dažādas sarežģītības elektrificētu pildījumu. Tagad atcerēsimies, ka mūsu kastīte faktiski ir kubiskā milimetra izmēra.
Neirodatoru saskarnes inženieriem ir vai nu jāizdomā, ko saka šajā milimetrā apglabātie mikroskopiskie sams, vai arī jāstimulē daži sams rīkoties pareizi. Lai viņiem veicas.
Mums būtu grūti to izdarīt ar savām 1000 reizes palielinātajām smadzenēm. Ar smadzenēm, kas lieliski pārvēršas par salveti. Bet patiesībā viņš tāds nav - šī salvete atrodas virs smadzenēm, kas pilnas ar krokām (kuras, pēc mūsu skalas, ir no 5 līdz 30 metriem dziļas). Faktiski mazāk nekā trešdaļa salvešu garozas atrodas uz smadzeņu virsmas - lielākā daļa no tām atrodas krokās.
Turklāt nav tik daudz materiālu, ar kuru būtu iespējams strādāt laboratorijā. Smadzenes ir pārklātas daudzos slāņos, ieskaitot galvaskausu, kas pie 1000x palielinājuma būtu 7 metrus biezs. Un, tā kā lielākajai daļai cilvēku īsti nepatīk, ja viņu galvaskauss ir atvērts pārāk ilgi - un tas patiešām ir apšaubāms notikums -, jums ir jāstrādā pēc iespējas uzmanīgāk un delikātāk ar sīkiem smadzeņu konfektēm.
Un tas viss, neskatoties uz to, ka jūs strādājat ar mizu - bet daudz interesantu ideju par NCI tēmu nodarbojas ar konstrukcijām, kas ir daudz zemākas, un, ja jūs stāvat virs mūsu pilsētas smadzenēm, tās gulēs 50-100 metru dziļumā.
Vienkārši iedomājieties, cik daudz notiek mūsu kubā - un tā ir tikai viena 500 000. smadzeņu garozas daļa. Ja mēs visu mūsu gigantisko garozu sadalītu vienādos metru kubiņos un saliktu tos rindā, tie stieptos 500 kilometru garumā - līdz pat Bostonai. Un, ja jūs nolemjat veikt apvedceļu, kas, ejot ātri, prasīs vairāk nekā 100 stundas, jebkurā brīdī varat apstāties un paskatīties uz kubu, un visa šī sarežģītība būs tā iekšpusē. Tas viss tagad ir jūsu smadzenēs.
Elona Muska Neiralink. 3. daļa: cik laimīgam tev vajadzētu būt, ja tas viss tev nerūp
Jūsu.
Atpakaļ uz 3. daļu: lidošana virs neironu ligzdas
Kā zinātnieki un inženieri rīkosies šajā situācijā?
Viņi cenšas maksimāli izmantot pašreiz pieejamos rīkus - rīkus, ko izmanto neironu reģistrēšanai vai stimulēšanai. Izpētīsim iespējas.
NCI rīki
Ņemot vērā jau paveikto, ir trīs plaši kritēriji, pēc kuriem tiek vērtēti skaņu ieraksta plusi un mīnusi:
1) Mērogs - cik neironu var ierakstīt.
2) Izšķirtspēja - cik detalizētu informāciju instruments saņem - telpiskā (cik precīzi jūsu ieraksti norāda, kurš no atsevišķiem neironiem šauj) un laika (cik labi jūs varat pateikt, kad notiek jūsu ierakstītā darbība).
3) Invazivitāte - vai operācija ir nepieciešama, un, ja tā, tad cik dārga.
Ilgtermiņa mērķis ir savākt krēmu no visiem trim un ēst. Bet, kaut arī neizbēgami rodas jautājums, kuru no šiem kritērijiem (vienu vai diviem) jūs varat atstāt novārtā? Šī vai tā rīka izvēle nav kvalitātes paaugstināšanās vai samazināšanās, tas ir kompromiss.
Apskatīsim, kādi rīki pašlaik tiek izmantoti:
fMRI
- mērogs: liels (parāda informāciju no smadzenēm)
- Izšķirtspēja: zema vai vidēja - telpiska, ļoti zema - laika
- Invazivitāte: neinvazīva
fMRI bieži lieto nevis NCI, bet gan kā klasisku ierakstīšanas rīku - tas sniedz jums informāciju par to, kas notiek smadzenēs.
fMRI izmanto magnētiskās rezonanses attēlveidošanas tehnoloģiju MRI. Izgudrots 1970. gados, MRI bija rentgena CT skenēšanas evolūcija. Rentgenstaru vietā MRI izmanto magnētiskos laukus (kopā ar radioviļņiem un citiem signāliem), lai izveidotu ķermeņa un smadzeņu attēlus. Kā šis:
Pilns šķērsgriezumu komplekts, kas ļauj jums redzēt visu galvu.
Ļoti neparasta tehnoloģija.
fMRI ("funkcionāls" MRI) izmanto MRI tehnoloģiju, lai izsekotu asins plūsmas izmaiņām. Priekš kam? Tā kā, kad smadzeņu zonas kļūst aktīvākas, tās patērē vairāk enerģijas, kas nozīmē, ka tām nepieciešams vairāk skābekļa - tāpēc šajā apgabalā palielinās asins plūsma, lai piegādātu šo skābekli. Lūk, ko var parādīt fMRI skenēšana:
Protams, smadzenēs vienmēr ir asinis - šis attēls parāda, kur ir palielinājusies asins plūsma (sarkana, oranža, dzeltena) un kur tā ir samazinājusies (zila). Tā kā fMRI var skenēt visas smadzenes, rezultāti ir trīsdimensiju:
FMRI ir daudz medicīnisku pielietojumu, piemēram, ārstu informēšana par to, vai pēc insulta darbojas noteiktas smadzeņu zonas, un fMRI ir daudz iemācījusi neirozinātniekiem par to, kuras smadzeņu zonas ir iesaistītas šajās funkcijās. Skenēšana sniedz arī svarīgu informāciju par to, kas notiek smadzenēs noteiktā laika posmā, tā ir droša un neinvazīva.
Lielais trūkums ir izšķirtspēja. fMRI skenēšanai ir burtiska izšķirtspēja, tāpat kā datora ekrāna pikseļiem, taču divdimensiju vietā tās izšķirtspēju attēlo trīsdimensiju kubiskie tilpuma pikseļi - voksi (vokseļi).
FMRI vokseļi ir kļuvuši mazāki, jo tehnoloģija ir uzlabojusies, kā rezultātā palielinās telpiskā izšķirtspēja. Mūsdienu fMRI vokseli var būt tikpat mazi kā kubiskais milimetrs. Smadzeņu tilpums ir aptuveni 1 200 000 mm3, tāpēc augstas izšķirtspējas fMRI skenēšana sadala smadzenes vienā miljonā mazu kubu. Problēma ir tā, ka neironu mērogā tas joprojām ir diezgan daudz - katrs vokselis satur desmitiem tūkstošu neironu. Tātad vislabākajā gadījumā fMRI parāda vidējo asins plūsmu, ko ievada katra aptuveni 40 000 neironu grupa.
Vēl lielāka problēma ir pagaidu atrisināšana. fMRI uzrauga asins plūsmu, kas ir neprecīza un notiek ar aptuveni sekundes aizkavēšanos - mūžību neironu pasaulē.
EEG
- Mērogs: augsts
- Izšķirtspēja: ļoti zema telpiski, vidēji augsta laika
- Invazivitāte: neinvazīva
Izgudrots gandrīz pirms gadsimta, EEG (elektroencefalogrāfija) uz galvas uzliek daudzus elektrodus. Kā šis:
EEG noteikti ir tehnoloģija, kas 2050. gadā cilvēkiem izskatīsies smieklīgi primitīva, taču šobrīd tas ir viens no nedaudzajiem instrumentiem, ko var izmantot ar pilnīgi neinvazīvām NCI. EEG reģistrē elektrisko aktivitāti dažādās smadzeņu zonās, parādot šādus rezultātus:
EEG diagrammas var atklāt informāciju par medicīniskām problēmām, piemēram, epilepsiju, izsekot miega paradumiem vai noteikt anestēzijas devas statusu.
Atšķirībā no fMRI, EEG ir diezgan laba laika izšķirtspēja, saņemot smadzeņu elektriskos signālus, kad tie parādās - kaut arī galvaskauss ievērojami atšķaida laika precizitāti (kauls ir slikts vadītājs).
Galvenais trūkums ir telpiskā izšķirtspēja. EEG tā nav. Katrs elektrods reģistrē tikai vidējo vērtību - miljonu vai miljardu neironu lādiņu vektoru summu (izplūdusi galvaskausa dēļ).
Iedomājieties, ka smadzenes ir beisbola stadions, to neironi ir cilvēki pūlī, un informācija, kuru mēs vēlamies saņemt, elektriskās aktivitātes vietā būs balss saites atvasinājums. Šajā gadījumā EEG būs mikrofonu grupa ārpus stadiona, ārpus tā ārējām sienām. Jūs varēsiet dzirdēt, kad pūlis sāks daudzināt un pat varēs paredzēt, par ko viņi gatavojas kliegt. Jūs varēsiet izdalīt atšķirīgos signālus, ja notiek cieša cīņa vai kāds uzvar. Varat arī sakārtot, ja notiek kaut kas neparasts. Tas ir viss.
EKG
- Mērogs: augsts
- Izšķirtspēja: zema telpiska, augsta laika
- Invazivitāte: klāt
ECoG (elektrokortogrāfija) ir līdzīgs EEG, jo tajā tiek izmantoti arī elektrodi uz virsmas - tas tos vienkārši novieto zem galvaskausa uz smadzeņu virsmas.
Mēms. Bet efektīvs - daudz efektīvāks nekā EEG. Bez galvaskausa iejaukšanās ECoG aptver augstāku telpisko (apmēram 1 cm) un laika izšķirtspēju (5 milisekundes). ECoG elektrodus var novietot virs vai zem dura mater:
Slāņi pa kreisi, no augšas uz leju: galvas āda, galvaskauss, dura mater, arahnoīds, pia mater, garoza, baltā viela. Labā signāla avots: EEG, ECoG, intraparenhimāls (LFP utt.)
Atgriežoties pie līdzības ar mūsu stadionu, ECoG mikrofoni atrodas stadiona iekšpusē un tuvāk pūlim. Tāpēc skaņa būs daudz skaidrāka nekā ārpus stadiona esošajiem EEG mikrofoniem, un EKoG spēs atšķirt atsevišķu pūļa segmentu skaņas. Bet šis uzlabojums maksā naudu - tam nepieciešama invazīva operācija. Bet pēc invazīvās ķirurģijas standartiem šī iejaukšanās nemaz nav tik slikta. Kā viens ķirurgs man teica: “Salīdzinoši neinvazīvi ir ievietot pildījumu zem duras. Jums ir jābāž caurums galvā, bet tas nav tik biedējoši."
Vietējā lauka potenciāls (LFP)
- Mērogs: mazs
- Izšķirtspēja: vidēji zema telpiska, augsta laika
- Invazivitāte: augsta
Pārejam no virsmas elektrodu diskiem uz mikroelektrodiem - sīkām adatām, kuras ķirurgi iesprauž smadzenēs.
Lai gan daži elektrodi joprojām ir roku darbs, jaunajās tehnoloģijās tiek izmantotas silīcija plāksnes un ražošanas paņēmieni, kas aizgūti no integrēto shēmu nozares.
Vietējā lauka potenciāla darbība ir vienkārša - jūs paņemat vienu šādu īpaši plānu adatu ar elektroda galu un ievietojat to vienu vai divus milimetrus garozā. Tur tas apkopo elektrisko lādiņu vidējo vērtību no visiem neironiem noteiktā elektroda rādiusā.
LFP nodrošina ne tik sliktu telpisko fMRI izšķirtspēju apvienojumā ar tūlītēju ECoG laika izšķirtspēju. Pēc izšķirtspējas standartiem tas, iespējams, ir labākais risinājums no visiem iepriekš minētajiem.
Diemžēl pēc citiem kritērijiem tas ir briesmīgi.
Atšķirībā no fMRI, EEG un ECoG, LFP mikroelektrodam nav mēroga - tas tikai norāda, ko dara mazā sfēra, kas to ieskauj. Un tas ir daudz invazīvāks, jo faktiski nonāk smadzenēs.
Beisbola stadionā LFP ir viens mikrofons, kas karājas virs vienas sēdekļu sekcijas, uztverot skaidru skaņu šajā zonā un, iespējams, sekundi vai divas paceļ atsevišķu balsi šeit un tur, bet lielākoties tas jūt vispārēju vibrāciju.
Un pilnīgi jauna attīstība ir daudzelektrodu masīvs, kas būtībā ir LFP ideja, tikai tas vienlaikus sastāv no 100 LFP. Daudzelektrodu masīvs izskatās šādi:
Neliels 4 x 4 mm kvadrāts ar 100 silīcija elektrodiem. Šeit ir vēl viens, šeit jūs varat redzēt, cik asi ir elektrodi - daži mikroni pašā galā:
Atsevišķu vienību reģistrācija
- Mērogs: niecīgs
- Izšķirtspēja: īpaši augsta
- Invazivitāte: ļoti augsta
Lai ierakstītu platāku LFP, elektroda galu nedaudz noapaļo, lai elektrodam piešķirtu lielāku virsmas laukumu, un pretestība (nepareizs tehniskais termins) tiek samazināts, lai uztvertu ļoti vājus signālus no plaša diapazona. Tā rezultātā elektrods no vietējā lauka savāc aktivitātes kori.
Reģistrējot atsevišķas vienības, tiek izmantots arī adatas elektrods, taču to padomi ir izgatavoti ļoti asi un palielinās arī pretestība. Tādēļ lielākā daļa trokšņu tiek pārvietoti, un elektrods gandrīz neko neuzņem, līdz tas ir ļoti tuvu neironam (kaut kur 50 mikronos), un signāls no šī neirona ir pietiekami spēcīgs, lai pārvarētu augstas pretestības elektrodu sienu. Saņemot atsevišķus signālus no viena neirona un bez fona trokšņa, šis elektrods var novērot šī neirona privāto dzīvi. Pēc iespējas mazāka mēroga, visaugstākā iespējamā izšķirtspēja.
Daži elektrodi vēlas pārcelt attiecības uz nākamo līmeni un izmantot plākstera skavas metodi, kas ļauj noņemt elektroda galu un atstāt tikai niecīgu caurulīti, stikla pipeti, kas tieši iesūc neirona šūnas membrānā un veiks precīzākus mērījumus.
Plākstera skavai ir arī šī priekšrocība: atšķirībā no visām citām metodēm tā fiziski pieskaras neironam un var ne tikai ierakstīt, bet arī stimulēt neironu, injicējot strāvu vai uzturot spriegumu noteiktā līmenī, lai veiktu īpašus testus (citas metodes var stimulēt tikai veselas grupas neironi).
Visbeidzot, elektrodi var pilnībā pakļaut neironu un faktiski iekļūt membrānā, lai ierakstītu. Ja gals ir pietiekami ass, tas neiznīcinās šūnu - membrāna it kā noslēgsies ap elektrodu, un būs ļoti viegli stimulēt neironu vai reģistrēt sprieguma starpību starp neirona ārējo un iekšējo vidi. Bet šī ir īstermiņa tehnika - caurdurtais neirons ilgi nedzīvos.
Mūsu stadionā atsevišķu vienību reģistrācija izskatīsies kā vienvirziena mikrofons, kas piestiprināts pie viena resna vīrieša apkakles. Vietējā potenciālā iespīlēšana ir mikrofons kāda kaklā, kas fiksē precīzu balss saišu kustību. Tas ir lielisks veids, kā uzzināt par cilvēka jūtām par spēli, taču tās tiks izņemtas no konteksta un netiks izmantotas, lai spriestu par to, kas notiek spēlē, vai par pašu cilvēku.
Tas ir viss, kas mums ir. Vismaz to mēs izmantojam diezgan bieži. Šie rīki vienlaikus ir ļoti progresīvi un nākotnes cilvēkiem, kuri neticēs, ka mums bija jāizvēlas viena no tehnoloģijām, lai atvērtu galvaskausu, lai iegūtu augstas kvalitātes smadzeņu ierakstus, tie šķitīs akmens laikmeta tehnoloģijas.
Neskatoties uz visiem ierobežojumiem, šie rīki mums daudz iemācīja smadzenes un radīja pirmās ziņkārīgās smadzeņu un datoru saskarnes. Vairāk par tiem nākamajā daļā.
ILYA KHEL
Pirmā daļa: Cilvēka koloss
Otrā daļa: smadzenes
Trešā daļa: Lidošana pāri Neironu ligzdai
Ceturtā daļa: neirodatoru saskarnes
Piektā daļa: Neuaralink problēma
Sestā daļa: Burvju vecums 1
Sestā daļa: Burvju vecums 2
Septītā daļa: Lielā saplūšana