Idegi stimuláción alapuló terápiát tesztelnekembereken az Egyesült Államokban: a DARPA által támogatott két kutatócsoport tagjai abban reménykednek, hogy a módszerrel segíthetnek azon több ezer katonán, akiknek korábbi fejsérülésük következtében gondok vannak hosszú távú emlékezetükkel. Korábbi kutatások során annyit már sikerült igazolni, hogy az emlékképzés és emlékraktározás agyi működésének elektromos mintázatát utánozva a sérülések nyomán képződött „lyukak” áthidalhatók. Egy működő kezelés a katonákon kívül a sztrókon átesett betegeknek is segíthet, és talán az öregedés miatt bekövetkező memóriazavarokra is megoldást jelenthet.

Mivel az elektródák agyba ültetése nem kockázatmentes vállalkozás, a mostani teszteken olyan alanyok vesznek részt, akik epilepsziájuk miatt már rendelkeznek implantált eszközökkel. Az elektródák révén monitorozható az agy működése, és bizonyos idegsejtcsoportok célzott stimulálása is megoldható.

Az élmények rövid távon a hippokampuszban alakítódnak át emlékekké, itt érnek ugyanis össze az érzékszervekből befutó, feldolgozott információk. Ahhoz, hogy ezek az emlékek később is hozzáférhetőek legyenek, át kell kerülniük a hosszú távú memóriába. Ennek a lépésnek a szakértők szerint alapfeltétele, hogy egy bizonyos jel a hippokampusz egyik részéből (CA3) egy másikba utazzon (CA1). Ez az emlékezetzavaros betegek nagy részében nem történik meg, a kutatók azonban úgy vélik, hogy ha mesterségesen újraalkotják ezt a jelet, az segíthet az emlékek bevésésében.

Galéria megnyitása

Az egyik kutatócsoport képéket mutogatott kísérletük 12 alanyának, akiknek 90 másodperc elteltével fel kellett idézniük, hogy mit láttak. A szakértők eközben folyamatosan figyelték a CA3 és a CA1 régió elektromos aktivitását. Később egy algoritmus segítségével elemezték a két agyi terület működésének lehetséges összefüggéseit, és ezen adatok alapján rövidesen az esetek 80 százalékába nagy pontossággal meg tudták jósolni, hogy a CA3-ban bekövetkező aktivitás nyomán milyen működési mintázat várható a CA1 régióban.

Az algoritmus révén tehát a hiányzó összekötő jel nélkül is megjósolható, hogy milyen idegi működésekre lenne szükség a CA1-ben, ami az elektródák révén meg is valósítható, mondják a kutatók. Állatkísérletek során ezzel a megoldással már sikerült is jelentősen javítaniaz alanyok emlékezetét. Ami az emberi tesztelést illeti, eddig egyetlen betegen próbálták ki a stimulálásos megoldást, azt azonban egyelőre még nem lehet megmondani, hogy ez a kísérlet mennyire volt sikeres. A szakértők a következő hónapokban újabb emberi résztvevőkön is megkezdik a tesztelés ezen részét, így rövidesen kiderülhet, hogy fajunk tagjain is hatásos-e a terápia.

A Pennsylvaniai Egyetem kutatói ezzel párhuzamosan egy másik megközelítést alkalmaztak. A szakértők azt aknázták ki, hogy az emberek emlékezete nem mindig működik egyforma hatékonysággal, hanem attól függően, hogy mennyire vagyunk pihentek, mennyi kávét fogyasztottunk, vagy hogy mennyire stresszes a környezet, eltérő mértékben tudjuk felidézni a korábban megtapasztalt élményeket. A szakértők epilepsziás betegeken kísérletezve rájöttek, hogy a hippokampusznak otthont adó halántéklebeny középső részének stimulálásával az emlékezet javítható, amikor éppen rosszul teljesítünk. Ha viszont az alany éppen jó passzban van, a stimulálás rontja emlékezetének teljesítményét.

A kutatók kísérleteik során 28 ember agyi aktivitását vizsgálták, miközben az alanyok korábban olvasott szavak sorát idézték fel. A működési mintázatok alapján a szakértők egy algoritmus segítségével idővel nagy pontossággal meg tudták jósolni, hogy az alany emlékezni fog-e egy adott szóra. Később olvasás közben a résztvevők agyát a problematikusnak vélt szavaknál stimulálni kezdték, és ennek eredményeként az alanyok 40 százalékkal jobban teljesítettek, mint stimuláció nélkül. Azzal kapcsolatban egyelőre mindkét projekt esetében csak találgatnak a szakértők, hogy az idegi ingerlés pontosan miért és hogyan javítja az emlékezetet, de kellő mennyiségű kísérlet után talán erről is többet tudnak majd mondani.

Hírlevél feliratkozás
A feliratkozással elfogadom a Felhasználási feltételeket és az Adatvédelmi nyilatkozatot.

12 hozzászólás

A komment írásához előbb jelentkezz be!
Renhoek
Renhoek
2015. nov. 8. 18:37
#4

Amúgy a neurhálós szimulációkhoz:

Képzeljük el milyen lenne, hogyha öröklődés során 1:1-ben megkapnád a szüleid emlékeit, tapasztalatait, teljes tudását ...(Mint a Goa'uldok :D) sőt még kedvedre módosíthatnád a saját agyi szerkezetedet (vagy akár testi működésedet.) Tényleges szuperemberek lennének az tuti.

Renhoek
Renhoek
2015. nov. 8. 18:36
#3

Én most eléggé rákattantam a neurhálókra.

Ez alapján fel lehet fogni, hogy miként alakulnak az agyban a hálózatok, csak meg kell szorozni pár milliárddal :D

Ez itt épp nem tanulás, hanem evolúciós algoritmus:

[LINK]

Tehát a szenzorok rá vannak kötve neuronokra, és a kimenetek pedig a hajtóműre, irányzékra stb... A feladat az életbenmaradás, szóval csak a legrátermettebb állatka marad fent és osztódik.

Az a zseniális benne, hogy nem kell programot írni hozzá. Nem kell megmondani neki algoritmusként hogy "Ha látsz kaját, menj előre. Ismételd 3x. " stb

Kezdetben legenerálódik teljesen random populáció, mindenféle külön neurhálókkal, kapcsolatokkal. Amelyik kicsit rátermettebb osztódik, és mutálódik tovább. Ezáltal a következő generáció kicsit jobb lesz. ... de a fitness lehet olyan is, hogy feláll egy csontváz és meddig jut el. Van erről egy csomó szimuláció kapcsolódóan.

Ez a lényeg, hogy egy neuron önmagában csak egy szeparáló egység. Jönnek be pozitív és negatív impulzusok dendriteken, szummálódnak, majd egy bizonyos érték után tüzel a sejt. Ha több ilyen van összekötve különböző elágazásokon, úgy hogy vissza is terjedhet a jel...

Strukturálisan is mutálódhat a hálózat, illetve az összeköttetések súlyai is. Pl egy dendriten van egy 5x szorzó.

Az érdekes az, hogy fogalmunk sincs ezután, hogy miért vagy hogyan működik, mégis a szimulációkban teljesen életszerű intelligens életbenmaradási stratégiák születnek.

Ezt még össze lehet hozni a valós tanulással is, amikor egy populáció tagja tanul a sikereiből, kudarcaiból. Vagy a szüleitől tanul valamit és módosítja a saját súlyait, eltolását, vagy akár topológiailag is a hálót.

Na most ezt szorozzuk meg 100 milliárddal, úgy hogy rengeteg típusú sejt van, eszméletlen hálózatokba és szervekbe kötve, különböző neurotranszmitterekkel, csatlakozásokkal, óriás sejtekkel amik több ezer, millió sejtnek szinkronizálják a kisüléseit, egy gliának nevezett támogató szövetnek, ami maga is modulálja, meghatározza elektromosan a neuronok működését (Einstein agyában rengeteg ilyen volt) .... megspékelve neurononként rengeteg kis mutációval, és a kvantumbiológiával ami újabb kérdéseket vet fel.

Ez az Agy! :)

VAjZY
VAjZY
2015. nov. 8. 21:21

A kvantumbiológiába eddig még nem nagyon vetettem bele magam, egyelőre úgy érzem, kevés alapom van hozzá, de lehet, hogy az szül ilyen Michio Kakus gondolatokat, hogy "Physicists are made of atoms. A physicist is an attempt by an atom to understand itself." :D

Végülis ez is egy felfogásmód, ha meg akarjuk magyarázni, hogy lehetséges ez, ha egyszer szinte lehetetlen...

...szerencsére ott volt a szinte. :)

Törölt felhasználó
Törölt felhasználó
2015. nov. 5. 3:55
#2

Persze hogy ezen is agyaltam....Aztan elgondolkoztam a quantumfizika legnagyobb problemajan megpedig hogy a bizonytalansag( a terben felbukkano es eltuno reszecskektol kezdve az anyag hullamtermeszeten keresztul sokmindenig) ami atomi szinten erzekelheto az miert nem erzekelheto nagyobb meretekben. Hat pofon egyszeru: ha minket is ez hataroz meg akkor olyan mintha ket szinuszhullam ellentetes fazisban(180 fok) dolgozna ergo kioltjak egymast. Ergo a ket bizonytalansagi tenyezo atfedi egymast igy amit latunk azert lesz eleg nagy % konstans. Es ez igaz lehet a memoria mukodesere is hiszen az is Quantum fizika szerint mukodik...vagyis amit latni fogunk az csak egy eleg jo kozelites es valoszinusithetoen szemelyre szabott mintazatot mutat az emlekek tarolasanak modja. Szerintem :)

VAjZY
VAjZY
2015. nov. 6. 20:41

Természetesen nem tudjuk, hogyan, ez egy nagy kérdése a neurológiának. Ahogy azt sem, hogy kiszámíthatatlan-e. (a homogén részecskékről ellenben ez már egy évszázada bebizonyosodott) Mintha a tárolás előtt végigpásztázná az egész agy emlékekért felelős területeit, s az alapján alakulna ki aztán egy viszonylag végleges állapot, de hogy hogyan képes egy biológiai szerv (vagy bármi ennyi adattal benne) tkp. real-time számon tartani ennyi állapotot... :) Ettől szép az élet, az öntudat csodája.

Renhoek
Renhoek
2015. nov. 4. 16:34
#1

Remek cikk :) Köszi! Nem gondoltam volna, hogy erre is használják majd, ez nekem is új.

VAjZY
VAjZY
2015. nov. 7. 21:54

Valahogy így képzeltem el én is relatíve "laikus szemmel". Mindenesetre szívesen megnéznék egy ilyen vizsgálatot élőben, nehéz felfogni, mennyire erős számítási és szervezési képessége van az agynak - bár én még MRi-t se láttam, szóval ilyen szempomtból kb úgy viselkednék biztos, mint egy kisgyerek, amikor újat lát. :D

Hát bár megélnénk, biztosan, mai szemmel nézve hihetetlen dolgokra leszünk képesek, ahogy nem csak a neurológia, hanem az informatika és genetika is még tovább fejlődik, bár nektek biztos vannak jövőképeitek, mik lesznek lehetségesek addigra, ha minden jól megy.

Köszi az érdekes cikkeket! :)

Vissza az oldal tetejére