Καλώς ορίσατε στις Υπηρεσίες Έρευνας και Στρατηγικής στους σημερινούς γρήγορους ρυθμούς.
Με τις εξελίξεις να σημειώνονται ταχύτερα από οποιονδήποτε άλλο επιστημονικό τομέα, πολλά έχουν συμβεί στη νευροεπιστήμη καθ' όλη τη διάρκεια του 2019. Ακολουθούν τρεις πραγματικά εντυπωσιακοί τομείς έρευνας στη νευροεπιστήμη που αμφισβητούν τις προκαταλήψεις μας για το ποιοι είμαστε ή ποιοι θα μπορούσαμε να είμαστε.
Αυτή τη στιγμή, οι νευροεπιστήμονες στο Ινστιτούτο Εξελικτικής Ανθρωπολογίας Max Planck κατασκευάζουν κυριολεκτικά «μικροσκοπικούς εγκεφάλους» γενετικά μοσχευμένους με πολλαπλές εκδοχές DNA Νεάντερταλ. Χρησιμοποιώντας την φουτουριστική βιοτεχνολογία CRISPR , γνωστή ως «από κάτω προς τα πάνω», αυτοί οι μίνι εγκέφαλοι σε μέγεθος φακής θα περιέχουν συστάδες ζωντανών νευρώνων που θα προέρχονται από βλαστοκύτταρα, εκτελώντας πραγματική εγκεφαλική δραστηριότητα.
Αν και θα είναι πολύ μικρά για να περιλαμβάνουν οποιαδήποτε σύνθετη συμπεριφορά όπως η επικοινωνία, αναμένεται ότι θα αποκαλύψουν διαφορές στη θεμελιώδη εγκεφαλική δραστηριότητα που μπορεί να είχαν οι Νεάντερταλ. Με αυτόν τον τρόπο, η γενετική παρέχει ένα είδος ιστορικού τηλεσκοπίου για τη νευροεπιστήμη, επιτρέποντάς της να διερευνήσει τον τρόπο λειτουργίας των αρχαίων εγκεφάλων. Όλα αυτά προέρχονται από DNA που έχει διατηρηθεί σε θραύσματα οστών για δεκάδες χιλιάδες χρόνια.
Και αν νομίζετε ότι αυτό είναι κάτι τόσο απλό όσο μερικά κύτταρα σε ένα τρυβλίο Petri... ξανασκεφτείτε το. Οι Γερμανοί ερευνητές σχεδιάζουν να συνδέσουν τους μίνι-εγκεφάλους των Νεάντερταλ με ρομπότ, προκειμένου να παρατηρήσουν συμπεριφορικές εξόδους. Ακόμα πιο φιλόδοξη από την πλοκή μια φουτουριστική ταινία επιστημονικής φαντασίας, αν πετύχει, το μυαλό απλώς μπερδεύεται με το τι θα είναι δυνατό τα επόμενα χρόνια - ρομπότ Νεάντερταλ, υπηρέτριες;!
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που αντιμετωπίζουν οι νευροεπιστήμονες είναι ότι είναι πολύ δύσκολο να μελετήσουν ζωντανούς εγκεφάλους. Ακόμα και με εγκεφάλους που έχουν πεθάνει πρόσφατα, οι νευρώνες αποσυντίθενται γρήγορα τις ώρες μετά τον θάνατο, κυριολεκτικά αποσυντίθενται. Για να αντιμετωπίσουν αυτή την πρόκληση, νευροεπιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Γέιλ δημιούργησαν μια πρωτοποριακή βιοτεχνολογία που ονομάζεται BrainEx. Αυτό το σύστημα υποστήριξης υψηλής τεχνολογίας σχεδιάστηκε για να διατηρεί ζωντανά τα εγκεφαλικά κύτταρα με τον τρόπο που οι τρίχες και τα νύχια συνεχίζουν να αναπτύσσονται μετά θάνατον.
Δοκιμάζοντας την τεχνολογία, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το BrainEx για να αποκαταστήσουν τη συναπτική δραστηριότητα και την κυκλοφορία του αίματος σε έναν εγκέφαλο χοίρου που ήταν νεκρός για τέσσερις ώρες. Ο εγκέφαλος είχε αφαιρεθεί από τον χοίρο και είχε αναβιώσει με τεχνητή παροχή αίματος χρησιμοποιώντας ένα ιδιόκτητο μείγμα προστατευτικών, σταθεροποιητικών και σκιαγραφικών παραγόντων. Αυτό έλαβε χώρα λίγο πριν ξεκινήσει η καταστροφή των κυτταρικών και μοριακών λειτουργιών. Η παρακάτω εικόνα δείχνει τη διαφορά μεταξύ ενός εγκεφάλου χοίρου που αποσυντίθεται κανονικά 10 ώρες μετά τον θάνατο (αριστερά) και των υγιών κυττάρων στον αναζωογονημένο εγκέφαλο χοίρου (δεξιά).
Εδώ έρχεται το κομμάτι των ζόμπι. Παρόλο που οι νευρώνες διατηρούνταν ζωντανοί και σε λειτουργία, δεν υπήρχε λειτουργική δραστηριότητα υψηλότερου επιπέδου στα εγκεφαλικά κυκλώματα - τόσο ζωντανοί και νεκροί ταυτόχρονα. Αυτή η μετατόπιση από μυθοπλασία τύπου Φρανκενστάιν σε μη μυθοπλασία δείχνει πώς η νευροεπιστήμη μπορεί να αλλάξει μεγάλα ηθικά ερωτήματα από φιλοσοφικά σε πρακτικά.
Η βιοτεχνολογία δεν περιορίζεται μόνο στα ζόμπι γουρούνια, κατ' αρχήν θα λειτουργήσει με οποιοδήποτε είδος εγκεφάλου θηλαστικών... συμπεριλαμβανομένων και των ανθρώπων! Η ανακάλυψη αυτή έχει τεράστιες δυνατότητες για τη βελτίωση της γνώσης μας σχετικά με το πώς λειτουργεί το μυαλό μας. Ταυτόχρονα, φαίνεται ανησυχητικά κοντά στο να επαναφέρει τους νεκρούς στη ζωή.
Σε μια πιο εμπνευσμένη νότα, το 2019 αναπτύχθηκε επίσης ένα σύστημα υπολογιστή ικανό να μεταφράζει την εγκεφαλική δραστηριότητα σε συνθετική ομιλία. Λειτουργεί αποκωδικοποιώντας τις κινήσεις των μυών που εμπλέκονται στην ομιλία μέσω νευρικών ερεθισμάτων που αναλύονται μέσω ηλεκτροφυσιολογικής δραστηριότητας. Τα αποτελέσματα ενός πειράματος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο έδειξαν ότι μια πρωτότυπη έκδοση θα μπορούσε να ερμηνεύσει με επιτυχία τη γλώσσα μέσω μυϊκών νευρικών σημάτων, εάν μιλούσε αργά.
Οι ερευνητές αναμένουν να βελτιώσουν τη βιοτεχνολογία σε φυσικές ταχύτητες ομιλίας, οι οποίες είναι περίπου 150 λέξεις ανά λεπτό. Ωστόσο, αυτό είναι ήδη αρκετά αξιοσημείωτο αν σκεφτεί κανείς ότι μετρώνται μόνο τα εγκεφαλικά σήματα. Ακολουθεί ένα βίντεο που δείχνει πώς τα πρότυπα της εγκεφαλικής δραστηριότητας από τον σωματοαισθητικό φλοιό του ομιλητή, που αποκωδικοποιούνται σε κινήσεις της φωνητικής οδού, μπορούν στη συνέχεια να ερμηνευθούν ως γλώσσα.
Πολλοί επιστήμονες έχουν προσπαθήσει να λύσουν αυτό το πρόβλημα στο παρελθόν και έχουν αποτύχει. Αυτοί οι ερευνητές ακολούθησαν μια νέα προσέγγιση δημιουργώντας μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης για την κατασκευή προσομοιώσεων φωνητικών οδών. Στην πραγματικότητα, η τεχνητή νοημοσύνη δίδαξε στη συνέχεια τον εαυτό της από μια βιβλιοθήκη δεδομένων πειραμάτων ομιλίας και εκπαίδευσε τα νευρωνικά της δίκτυα ώστε να είναι σε θέση να αποκωδικοποιούν τη γλώσσα από τις φωνητικές κινήσεις. Αυτές οι εξελίξεις θα μπορούσαν να αποτελέσουν σημαντικά βήματα στην προσομοίωση της ανθρώπινης βιολογίας σε προγράμματα υπολογιστών για ερευνητικούς σκοπούς.
Από ιατρικής άποψης, πολλοί ασθενείς με παθήσεις του λαιμού ή νευρολογικές παθήσεις, όπως εγκεφαλικά επεισόδια ή παράλυση, μπορούν να χάσουν εντελώς την ικανότητά τους να μιλάνε. Αυτή η νευροτεχνολογία σε συνδυασμό με ένα smartphone θα μπορούσε να επιτρέψει στους άφωνους να μιλάνε κανονικά σε πραγματικό χρόνο, σε καθημερινή βάση, απλώς σκεπτόμενοι την ομιλία.
Ωστόσο, καθώς η προσομοιωμένη φωνή απαιτεί την ανάγνωση μόνο μιας μικρής περιοχής της εγκεφαλικής δραστηριότητας και η ομιλία θα μπορούσε να σταλεί σε σχεδόν οποιονδήποτε υπολογιστή, τότε δυνητικά ο καθένας θα μπορούσε να επικοινωνήσει σιωπηλά και κρυφά με οποιονδήποτε χρησιμοποιώντας ένα smartphone και ακουστικά. Καθώς αυτό το σύστημα θα μπορούσε να είναι αμφίδρομο, αντιπροσωπεύει μια κυριολεκτική νευροτεχνολογική λύση για την ανθρώπινη τηλεπάθεια. Οι δυνατότητες είναι ατελείωτες.
Αν σας άρεσε αυτό το ιστολόγιο, τότε ρίξτε μια ματιά στα άλλα ιστολόγιά μας σχετικά με τις κορυφαίες νευροεπιστήμες του 2017 και του 2018.
5 Νευροεπιστημονικές Ανακαλύψεις του 2018
7 Σημαντικές Εξελίξεις στη Νευροεπιστήμη του 2017
Καλώς ορίσατε στις Υπηρεσίες Έρευνας και Στρατηγικής στους σημερινούς γρήγορους ρυθμούς.
Μια τεκμηριωμένη συζήτηση σχετικά με το κατά πόσον δραστηριότητες όπως τα σταυρόλεξα και το Sudoku βελτιώνουν ουσιαστικά την υγεία του εγκεφάλου, διευκρινίζοντας τι υποστηρίζουν, τι όχι και γιατί τα οφέλη συχνά παρερμηνεύονται.
Δείτε αυτές τις εξαιρετικές πληροφορίες σχετικά με τον ρόλο της νευροεπιστήμης στην αθλητική απόδοση.
Μάθετε για την αξιοσημείωτη νευροπλαστικότητα του εγκεφάλου σας.
NeuroTracker είναι ένα από τα πιο ευρέως ερευνημένα συστήματα γνωστικής εκπαίδευσης, που χρησιμοποιείται σε αθλήματα υψηλού επιπέδου, στρατιωτικούς και σε περιβάλλοντα ανθρώπινης απόδοσης παγκοσμίως. Βασισμένο σε 20 χρόνια έρευνας στη νευροεπιστήμη.
.png)