Connect with us

Pozdrav, koji sadržaj vas zanima?

Neuroznanost

Kontroliranje pojedinačnih kortikalnih živčanih stanica ljudskom mišlju

Prije pet godina, neuroznanstvenik Christof Koch s California Institute of Technology (Caltech), neurokirurg Itzhak Fried s UCLA, i njihovi suradnici otkrili su da neuron u mozgu može funkcionirati poput sofisticiranog računala i prepoznati ljude, znamenitosti i objekte, sugerirajući da dosljedan i eksplicitan kôd može pomoći u transformiranju kompleksnih vizualnih prikaza u dugoročna i apstraktnija sjećanja.

Koch i Fried, zajedno s bivšim Caltech-ovim diplomantom i trenutno postdoktorskim suradnikom Moranom Cerfom, otkrili su da pojedinci mogu svjesno kontrolirati pokretanje tih jednostrukih neurona, unatoč smještaju neurona u području mozga koje se dosad smatralo nedostupnim svjesnoj kontroli i tako manipulirati ponašanjem slike na zaslonu računala.

Rad, objavljen 28 listopada u časopisu Nature, pokazuje da “pojedinci mogu brzo, svjesno i svojevoljno kontrolirati neurone duboko u glavi”, navodi Koch, Lois i Victor Troendle profesor kognitivne i bihevioralne biologije i profesor računanja i živčanog sustava na Caltechu. Istraživanje je provedeno na 12 bolesnika s epilepsijom na David Geffen School of Medicine at UCLA, gdje Fried vodi program kirurške epilepsije. Svi pacijenti patili od napada koje nije bilo izvedivo kontrolirati lijekovima. Kako bi pomogli lokalizirati podrijetlo napada radi pripreme mogućih kasnijih operativnih zahvata, pacijentima su kirurški usađene elektrode duboko u centre njihovih mozgova. Cerf je koristio elektrode za bilježenje aktivnosti, što je vidljivo iz grafičkog prikaza najviših vrijednosti šiljaka na zaslonu računala, pojedinih neurona u predjelu medijalnog temporalnoga režnja – područja mozga koje ima ključnu ulogu u ljudskom pamćenju i emocijama.

Uoči bilježenja aktivnosti neurona, Cerf je intervjuirao svakoga pacijenta ponaosob kako bi shvatio njihove individualne interese. “Htio sam vidjeti što im se sviđa, recimo, bend Guns N `Roses, TV show House M.D., i Red Sox”, kaže. Koristeći te podatke, za svakog pacijenta prikupio je niz podataka od oko 100 slika koje odražavaju stvari dok kojih je njoj/njemu stalo. Pacijenti su zatim pregledali te slike, jednu za drugom, dok je Cerf pratio njihovu moždanu aktivnost ne bi li utvrdio ciljano pokretanje jednostrukih neurona. “Od 100 slika, možda ih 10 ima snažnu korelaciju s neuronom”, govori. “Te slike mogu predstavljati pohranjena sjećanja – stvari koje je pacijent nedavno vidio.”

Četiri najresponzivnija neurona, koji predstavljaju četiri različite slike, odabrana su radi daljnjeg istraživanja. “Cilj je bio potaknuti kod pacijenata kontroliranje stvari vlastitim umom”, kaže Cerf. Razmišljajući o pojedinim slikama – slici Marilyn Monroe, na primjer, pacijenti su pokrenuli aktivnosti vlastitog odgovarajućeg neurona, koji je protumačen kao inicijalni pomak kursora na zaslonu računala. Na taj način, pacijenti su se osposobili za pomicanje kursora gore-dolje, ili čak igranje računalnih igara. No, govori Cerf, “željeli smo otići i korak dalje od pukog cerebralno-mehaničkog sučelja i sudjelovati u natjecanju za pozornost između dvije misli koje protječu našim umom.” Da bi to postigla, skupina je znanstvenika odredila situaciju u kojoj su se dva koncepta natjecala za prevlast u umu pacijenta. “Pacijenti su sjedili pred praznim ekranom te su trebali razmišljati o jednoj od ciljnih slika,” objašnjava Cerf. Dok su razmišljali o slici te tako pokrenuli pripadni neuron “prikazali smo sliku na zaslonu”, govori. Ta slika predstavljala je “cilj”. Zatim smo im pokazali jednu od preostale tri slike, koja je služila kao “ometač.”

“Pacijent kreće sa slikom 50/50, hibridom, koji predstavlja `sponu` dvije slike”, navodi Cerf, a zatim je ciljnu sliku potrebno pojačati – korištenjem isključivo njegova/njezina uma i ometač istoga trena blijedi. Tijekom ispitivanja, pacijenti su osmislili vlastite strategije pojavljivanja najprikladnije moguće slike, neki su jednostavno razmišljali o slici, dok su drugi ponavljali ime slike naglas ili fokusirali svoj pogled na određeni aspekt slike. Neovisno o njihovoj taktici, ispitanici su razmjerno brzo ovladali zadatkom obzirom su bili uspješni u oko 70% pokušaja. “Pacijenti su očito smatrali ovaj zadatak nevjerojatno zabavnim nakon što su shvatili da kontroliraju stvari u okruženju isključivo vlastitim mislima”, navodi Cerf. “Iznimno im se svidjelo iskušati nove stvari te spoznati granice `misli` koje su im još uvijek omogućavale pokretati stvari iz vlastitog okruženja.”

Znakovito je, da su čak i u slučajevima kada su pacijenti bili na rubu neuspjeha – uz, recimo, sliku-ometača koja predstavlja 90% kompozitne slike, tako da je to zapravo sve što su pacijenti vidjeli – jednostavno potisnuli sliku”, govori Cerf. Zamislite, na primjer, da za ciljnu sliku imate Billa Clintona dok kao ometač služi George Bush. Kada pacijent “ne ispuni” zadatak, slika Georgea Busha će prevladati. “Pacijent će vidjeti Georgea Busha, makar bi trebao razmišljati o Billu Clintonu. Stoga su isključili Busha pokušavajući shvatiti kako kontrolirati protok informacija u njihovom mozgu te potaknuti pojavu preostalih informacija. “Slika u njihovom mozgu”, govori Cerf, “postojanija je od snažnije hibridne slike na ekranu.”

Prema Kochu, najzanimljivija činjenica “jest otkriće da dio mozga koji pohranjuje upute tipa `misli o Clintonu` poseže u medijalni temporalni režanj pokrećući grupu neurona koja reagira na Clintona, istovremeno potiskujući populaciju neurona koji zastupaju Busha, zanemarajući većinu stanica koje zastupaju druge koncepte ili poznate osobe.”

Izvor: California Institute of Technology

 

Ostavi komentar

Leave a Reply

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Popularno

Znanost za početnike

Iako se s nama ne bi složila ekipa iz Flat Earth Societyja, Zemlja je okrugla. U redu, ne baš u pravom smislu riječi, ali...

Kemija

One nastaju u oblacima i to na temperaturama nižim od 0°C izravno iz vodene pare u zraku, a ne smrzavanjem vode kako se obično...

Znanost za početnike

Znanstvenici vjeruju da je u najvećem broju slučajeva uzročnik potresa mehanizam tektonike ploča, tj. kretanje litosferskih ploča i njihova međusobna interakcija.

Fizika

Jeste li oduvijek imali goruću želju putovati kroz vrijeme? Dobre vijesti! Putovanje kroz vrijeme je moguće. Zapravo, već to radite. Krećete se kroz vrijeme...

Fizika

Svima nam je dobro poznato da je Albert Einstein, jedan od najznačajnijih fizičara 20. stoljeća, bio uistinu zanimljiva i osebujna ličnost. No, jeste li...

Oglašavanje

Možda će vas zanimati

Mikrobiologija

Douglas Adams je bio u pravu

Mikrobiologija

Prije podjele stanica, kromosomi izgledaju kao zbrkani nered. Tijekom podjele stanica, kromosomi roditeljske stanice i njihovi duplikati sortiraju se sažimanjem, pa postaju tisućama puta...

Mikrobiologija

Novo istraživanje koje su proveli znanstvenici sa Sveučilišta New York (NYU), objavljeno u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, ustanovilo je novu...

Zdravlje i Medicina

Američki i ruski znanstvenici su otkrili više vrsti čestih mutacija u tijelu koje ljudski imunološki sustav zna prepoznati. Pomoću tog otkrića pokušat će razviti...

Oglašavanje