Како снимити милион неурона у реалном времену
Иновативна нова метода могла би научницима омогућити да преводе информације које долазе са више од милион неурона одједном, као и да декодирају активност како се дешава.
Током последњих неколико деценија, количина података произведених у свакодневном животу је експлодирала.
На пример, када ходате улицом, ваш мобилни телефон ће прикупљати информације о томе колико сте корака предузели.
Када купите нешто у продавници са картицом, банка зна шта сте купили, колико је било и где сте били.
Исто тако, продавница зна да ли сте тамо раније купили нешто слично.
Подаци се могу прикупити ефикасније него икад, али изазов је сада разумети шта треба да радимо са њима (ако ишта друго). Имамо бројеве - али да ли нам они користе?
Огроман скок за неуронауку
Слична је ситуација и са неуронаукама, јер су направљени огромни кораци ка прикупљању огромних количина података из мозга. Научници су сада у могућности да одједном слушају и комуницирају са великим бројем можданих ћелија.
Иако се овај напредак показао корисним у дијагнози, лечењу и истраживањима, његов пуни потенцијал још увек није остварен. Брзина којом се подаци могу обрадити након што су прикупљени и даље представља значајан камен спотицања.
Обрада података брзо постаје уско грло напретку постигнутом у другим областима неуронауке. На пример, ако би се подаци из мозга могли сакупљати и разумети у реалном времену, могли би се направити огромни скокови у контроли роботских руку код парализованих људи или чак помоћи у предвиђању непосредних епилептичних напада.
Да би се ови циљеви постигли, огромни океани података морају се врло брзо анализирати и израчунати.
Истраживачи из Неуронано истраживачког центра на Универзитету Лунд у Шведској радили су на овом проблему. Они су смислили методу која има потенцијал да комуницира у реалном времену са милионима нервних ћелија.
Њихови налази су недавно објављени у часопису Неуроинформатика.
Њихов систем не само да би могао да ослушкује брбљање можданих ћелија, већ би их могао готово тренутно превести у значајан излаз - у року од 25 милисекунди. Тајна ове нове могућности је специфичан формат података који се назива Хијерархијски формат података и процес познат као кодирање битова.
„Прекодирање сигнала нервних ћелија директно у бит код драматично повећава капацитет складиштења. Међутим, највећи добитак је тај што нам метод омогућава складиштење информација на начин који их чини одмах доступним процесорима рачунара. “
Јенс Сцхоуенборг, професор неурофизиологије, Неуронано Ресеарцх Центер
Будућност неуронауке
Мартин Гарвицз - који је такође професор неурофизиологије у Неуронано Ресеарцх Центер - објашњава како је њихова метода улицама испред других интервенција (попут електроенцефалограма, где се електроде постављају на кожу главе).
„Замислите да желите да чујете о чему говори 10 људи у суседној соби. Ако слушате стављајући ухо уза зид, само ћете чути жамор, али ако ставите микрофон на сваку особу у соби, то ће променити вашу способност да разумете разговор “, каже он.
„А онда,“ додаје Гарвицз, „размислите о томе да бисте могли да слушате милион појединаца, пронађете обрасце у ономе што се саопштава и одмах одговорите на то - то је оно што наша нова метода омогућава.“
Ова нова методологија омогућава двосмерни саобраћај: поруке из нервних ћелија се могу поредити и одговори се могу послати назад. Технологија се ослања на начин на који се саобраћај трансформише у битни код.
„Значајна предност ове архитектуре и формата података је што не захтева даље превођење, јер се мождани сигнали преводе директно у битни код. То значи значајну предност у целокупној комуникацији између мозга и рачунара, не само у погледу клиничке примене. “
Аутор водеће студије Бенгт Љунгкуист
У будућности, овај модел би могао да помогне неурознаности да постигне огроман напредак. Иако су се интерфејси мозак-машина и интерфејс мозак-рачунар знатно побољшали последњих година, они често блокирају када је у питању обрада података.
Ако је систем бит кодова успешан, овај блок би могао бити померен са њихове путање.
