对于eons,进入我们耳朵之间的三磅糊状的生物计算机的唯一方法就是身体破解头骨,或插入尖锐物体鼻子

幸运的是,这些医疗野蛮的例子已被降级到历史。然而,通过颅骨调制脑活动的目标并没有改变。在大脑中,数百万神经元及其数十亿个连接嗡嗡声,具有电气活动,编织复杂的连接模式,导致思想,行为和记忆。

如果我们有读取和调整这些电路的工具,我们都有治疗精神障碍的关键,甚至可以增强思想。

现在只有十年前完全难以解决的声音是可能的。Optimetics.,一种让科学家用光控制神经元活动的技术成功植入假回忆成小鼠。科学家们玩超声波控制大脑电路。现在可以概括了一个人看到的东西仅基于他的大脑活动。脑机接口给瘫痪的人具有瘫痪者的能力再次走路。甚至人之间的粗糙心灵感应现在是一件事

还没有Divya博士偶尔在斯坦福大学,这些技术有两个基本缺陷,限制了其变革性质。首先,大多数需要侵入性植入物和开放式手术。其次,他们经常笨重,非常昂贵。

上周在奇点大学的188金博宝进不去指数医学会议在圣地亚哥,技术人员提出了新的非侵入性设备,寻求简化和民主化脑调制。通过头骨隧道可能很快就是过去的另一件事。

露天,可穿戴的MRI

在MRI机器内部不是一个愉快的体验。你是一个被巨型磁铁包围的微小的幽闭管,并指示机器越来越远的沉默。

尽管如此,最先进的MRIS是当前用于生成大脑结构的高分辨率图像的金标准。追踪血流的功能MRI - 神经活动的代理 - 也有助于挑选脑激活的复杂性以应对不断变化的环境。但他们笨重而且昂贵;三分之二的人类无法获得该技术。

玛丽博士杰森,首席执行官和创始人露天,该解决方案简单概念:将机器缩小到滑雪帽,文胸或绷带的大小,并以智能手机的成本制造小工具。她解释说,诀窍是远离磁铁并转向光线。

人体是半透明的红色和近红外光,允许我们的组织 - 包括颅骨和大脑 - 被照亮。问题是,光线散射在穿过组织时,这可以防止夏普,清晰的图像。

重新聚焦光线,杰森转向全息图。“全息记录记录了光的强度和光波的阶段,”她解释说。因为它同时捕获所有位置和角度的所有光线和光子,所以可以使用全息图来将光线重新引导到单个光流中。

在扫描期间,该装置首先将聚焦的超声波波射到组织上的斑点。接下来是红灯,当通过“声波点”时,它会略微改变颜色到橙色。

Jepsen然后将此输出橙色光与另一个类似的橙色光盘匹配,以形成全息图。“全息图只能由两个相同颜色的光束制成,”她解释说。然后将得到的全息图记录在相机芯片上。

结果?滤除所有红光,使设置仅捕获有关该特定声波点的信息。点点,设备可以映像整个大脑。

Oppwater目前正在建立原型,杰森特别兴奋地测试脑病。因为血液吸收红光,所以它是图像的特别有吸引力的目标。肿瘤经常携带血液水平的正常组织的五倍,使其在红光下弹出;相比之下,中风限制了血流,这使血液剥夺的组织作为扫描的黑暗点。

理论上,该装置甚至可以跟踪神经活动。科学家长期以来使用了增加的含氧血流作为神经激活的代理。Jepsen的设备可以跟踪光线相同的变化。

最终杰森希望用设备提供农村地区,救护车和紧急护理中心。“我觉得......这是不可避免的,”她得出结论。

可穿戴脑机接口

思维控制的假体已经走了很长的路,但最仍然需要植入电极,精确地捕获运动的意图。

回到2012年,Eric Leuthardt博士是一位在圣路易斯华盛顿大学的神经外科医生开始尝试使用可穿戴物品捕获大脑的运动指令。

具体而言,他解释说:“我想用这些神经技术来联系我们的思想并在中风的环境中治愈我们的大脑,专注于攻击后失去手工功能控制的患者。”

Leuthardt系统的症结是一个特殊的电气指纹,在大脑的一个地区称为Premotor Cortex.。该区域计划运动 - 真实的或想象的一个 - 并且随后将信号发送到大脑的另一边的电机皮层并进行。

Leuthardt发现,使用嵌入电极的盖子,他可以可靠地拾取Premotor Cortex产生的低频信号。然后将这些“规划”信号发送到机器学习算法以解析预期的运动。最后,计算结果用于控制假体来执行运动。

通过培训,中风患者能够利用他们的思想来拿起一个大理石并将其放入杯子 - 一个非常复杂的操作。最终他们可以用他们的假肢手来表演日常任务,例如拉起裤子。

“这项技术是如此酷的是它不是一种药物,不需要手术,我们只是使用一种技术来收获自己的思想的力量来改变你大脑的布线和结构,”莱特尔德说。

leuthardt的另一个创新设备,公平刺激器,正在努力破坏精神疾病等抑郁症的负面思维模式。

在抑郁症中,大脑的各种电路在激活方面表现出不平衡。一种潜在治疗症状的一种方法是恢复这些平衡。科学家们一直在盯着迷走神经 - 两种意大利面神经,沿着颈部跑,并将整个身体 - 作为潜在目标。以前的刺激器非常笨重,需要植入皮肤下,使它们不切实际,解释了leuthardt。

公平利用陷阱到耳朵的迷走神经的分支。通过在耳机内部包装电刺激器,可穿戴物可以直接从耳朵调节迷走神经活动。

最终,我们可能会达到脑部调制中的另一个里程碑:一个民主化技术的里程碑,让更多人在没有先进的情况下操纵他们的大脑活动。

“在接下来的30到50年里,我们将看到对人类体验的面料进行重写,”leuthardt结束。“从根本上讲,它只受到我们想象力的限制。”

图像信用:Anita Ponne./shutterstock.com.

Shelly Xuelai Fan是一个神经科学家转向科学作家。她在不列颠哥伦比亚省大学的神经科学中完成了博士学位,在那里她开发了新的神经变性治疗方法。在研究生物脑的同时,她对AI和所有东西都很着迷。毕业后,她搬到了UCSF,研究了恢复老年大脑的基于血液的因素。她是 ...

遵循搁置: