นิวยอร์ก-Cathy Hutchinson ได้รับความเดือดร้อนจากโรคหลอดเลือดสมองสมองซึ่งทำให้เธอเป็นอัมพาตและไม่สามารถพูดได้ แต่ 12 ปีต่อมาการฝังสมองทำให้เธอสามารถขยับแขนหุ่นยนต์เพื่อหยิบขวดและดื่มจากมันโดยใช้ความคิดของเธอเพียงอย่างเดียว
วิดีโอของฮัทชินสันที่ใช้แขนหุ่นยนต์ถูกแสดงในการพูดคุยที่นี่ในเทศกาลวิทยาศาสตร์โลกวันพฤหัสบดี (29 พฤษภาคม) ชื่อ "เซลล์สู่ซิลิคอน: สมองของคุณในปี 2050" ซึ่งสำรวจเทคโนโลยีสมองแห่งอนาคต (คุณทำได้ดูเว็บคาสต์ของเทศกาลพูดคุยวิทยาศาสตร์สด)
ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์อยู่ไกลจากความสามารถในการอ่านความคิดด้านในสุดของผู้คนเทคโนโลยีการแทรกแซงสมองได้ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วการปลูกถ่ายสมองกำลังดีขึ้นในการรับข้อมูลจากสมองโดยการฟังบทสนทนาที่กระซิบของเซลล์ประสาทและใช้มันเพื่อควบคุมอุปกรณ์ในโลกแห่งความเป็นจริง รากฟันเทียมอื่น ๆ สามารถนำเข้าข้อมูลไปยังสมองเพื่อฟื้นฟูการมองเห็นและความรู้สึกอื่น ๆ -5 เทคโนโลยีบ้าที่กำลังปฏิวัติเทคโนโลยีชีวภาพ-
เมื่อเทคโนโลยีวิวัฒนาการอาจมีวันหนึ่งที่มนุษย์อาจมีร่างกายเทียมหรือสร้างสำเนาคอมพิวเตอร์ของจิตใจของพวกเขา อย่างไรก็ตามความเป็นไปได้เหล่านี้ตั้งคำถามเกี่ยวกับความหมายของการเป็นมนุษย์ ถึงกระนั้นนักวิทยาศาสตร์คนแรกก็ต้องเจาะลึกถึงการทำความเข้าใจสมองซึ่งยังคงเป็นปริศนา
ดาวน์โหลดจากสมอง
ฮัทชินสันใช้ระบบ Braingateซึ่งได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยที่ Brown University, Stanford University, Massachusetts General Hospital และ Providence VA Medical Center
ในระบบ braingate อาร์เรย์ M&M ขนาดเล็กของอิเล็กโทรดถูกฝังอยู่ในบริเวณสมองที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนและบันทึกสัญญาณไฟฟ้าขนาดเล็กจากเซลล์ประสาทเพื่อให้พวกเขาสามารถขยายและถอดรหัสเพื่อควบคุมแขนหุ่นยนต์จอห์นโดโมโกฮูนักประสาทวิทยาที่มหาวิทยาลัยบราวน์
ขาเทียมที่ทันสมัยต้องการสายไฟที่เสียบเข้ากับรากฟันเทียมผ่านตัวเชื่อมต่อบนกะโหลกศีรษะ ระบบดังกล่าวยุ่งยากและอาจใช้งานไม่ได้กับอายุการใช้งานทั้งหมดของผู้ป่วยด้วยเหตุผลหลายประการเช่นการเคลื่อนไหวของการฝังเนื้อเยื่อหรือการสะสมของเนื้อเยื่อแผลเป็น
เกิดอะไรขึ้นถ้ามีวิธีสื่อสารกับสมองแบบไร้สาย? นั่นเป็นคำถามที่ผู้ร่วมอภิปราย Michel Maharbiz วิศวกรไฟฟ้าที่ University of California, Berkeley กำลังสำรวจ เขาและเพื่อนร่วมงานของเขากำลังพัฒนาเซ็นเซอร์กล้องจุลทรรศน์หรือที่รู้จักกันในชื่อฝุ่นประสาท- นั่นสามารถบันทึกสัญญาณไฟฟ้าจากเซลล์ประสาท ระบบฝุ่นประสาทจะใช้อัลตร้าซาวด์เพื่อให้พลังงานและการสื่อสารกับอนุภาค "ฝุ่น"
ระบบดังกล่าวอาจอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์บันทึกสัญญาณจากเซลล์ประสาทหลายพันเซลล์พร้อมกันวาดภาพการทำงานของสมองอย่างเต็มที่
การอัปโหลดไปยังสมอง
ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์กำลังตรวจสอบวิธีที่จะทำให้เซลล์ประสาทสามารถพูดคุยกับแขนขาหุ่นยนต์ในโลกภายนอกนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ กำลังทำงานในทิศทางตรงกันข้ามการพัฒนารากฟันเทียมชีวการแพทย์ที่สามารถรับข้อมูลภายนอก - ซึ่งโดยปกติแล้วผู้คนจะรู้สึกผ่านสายตาและหู - และนำมันเข้ามาในสมอง -มนุษย์ไบโอนิค: เทคโนโลยี 10 อันดับแรก-
แม้ว่าพวกเขาจะยังห่างไกลจากการทำCyborgs แห่งอนาคตด้วยการมองเห็นและการได้ยินที่ได้รับการปรับปรุงนักวิทยาศาสตร์มีความก้าวหน้าอย่างมากในการพัฒนาระบบประสาทที่เรียกว่าเหล่านี้ซึ่งรวมถึงการปลูกถ่ายประสาทหูเทียมเพื่อฟื้นฟูการได้ยินในคนหูหนวกและดวงตาไบโอนิคเพื่อสร้างวิสัยทัศน์สำหรับคนตาบอด
Sheila Nirenberg นักวิจัยอีกคนหนึ่งในคณะและศาสตราจารย์ด้านสรีรวิทยาและชีวฟิสิกส์ที่ Weill Cornell Medical College กำลังทำงานเพื่อพัฒนาเรติน่าประดิษฐ์เพื่อรักษาคนตาบอดในผู้ที่มีความเสียหายจากจอประสาทตา เป้าหมายคือการสร้างชิปที่ไม่เพียง แต่ถ่ายโอนข้อมูลภายนอกไปยังสมองเท่านั้น แต่ยังทำเช่นนั้นด้วยคุณภาพความละเอียดสูงของเรติน่าจริง
เมื่อแสงเข้าสู่ดวงตาและกระทบกับเซลล์รับแสงบนเรตินาข้อมูลที่นำมานั้นจะถูกแปลงโดยเซลล์เหล่านี้เป็นแรงกระตุ้นไฟฟ้าที่ถูกนำไปยังสมอง แต่แต่ละภาพมีรูปแบบและเช่นนี้แรงกระตุ้นไฟฟ้าจากเรตินาอยู่ในรูปแบบของรูปแบบหรือรหัส
เมื่อถอดรหัสรหัสประสาทของเซลล์จอประสาทตานักวิจัยสามารถสร้างชิปเล็ก ๆ ที่ผลิตและส่งไปยังสมองด้วยรูปแบบไฟฟ้าเดียวกับที่เรตินาจะผ่านไปในขณะที่ผ่านเซลล์จอประสาทตาที่เสียหาย Nirenberg กล่าว วิธีการของพวกเขาประสบความสำเร็จในหนูและนักวิจัยกำลังทดสอบเทคนิคเกี่ยวกับบิชอพก่อนที่จะใช้ในคน
ปิดสมอง
ในอนาคตอาจมีวันที่สมองสามารถควบคุมร่างกายหุ่นยนต์ทั้งหมดหรือรับรู้โลกผ่านความรู้สึกประดิษฐ์ อย่างไรก็ตามมีโอกาสน้อยกว่าที่นักวิทยาศาสตร์สามารถซื่อสัตย์ได้อย่างซื่อสัตย์สร้างสมองใหม่ในคอมพิวเตอร์Gary Marcus นักจิตวิทยาเกี่ยวกับความรู้ความเข้าใจและนักเขียนวิทยาศาสตร์ของ NYU กล่าว แต่ถ้าพวกเขาทำได้มันอาจจะไม่ใช่ "คุณ" อีกต่อไปมาร์คัสพูด
เทคโนโลยีของวันนี้ไม่ว่าจะน่าประทับใจแค่ไหนก็ยังห่างไกลจากการเปิดเผยความลึกลับของสมองผู้ร่วมอภิปรายกล่าว นักวิทยาศาสตร์อาจสามารถเป็นศูนย์ในเซลล์ประสาทเดียวและตีความกิจกรรมของเซลล์ประสาทขนาดใหญ่ แต่พวกเขาก็ยังไม่รู้มากเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นตรงกลางระหว่างการเผาไหม้ของเซลล์ประสาทหนึ่งและซิมโฟนีของสมองที่ประกอบขึ้นเป็นประสบการณ์ที่มีสติของมนุษย์
“ พื้นดินกลางนั้นเป็นการผจญภัยครั้งใหม่ที่ยิ่งใหญ่สำหรับวิทยาศาสตร์สมองในอีก 50 ปีข้างหน้า” Donoghue กล่าว
หมายเหตุบรรณาธิการ:บทความนี้ได้รับการปรับปรุงเมื่อเวลา 18:45 น. และ 3 มิถุนายนเพื่อเปลี่ยนวิทยาลัยการแพทย์ Weill แห่ง Cornell Univeristy เป็น Weill Cornell Medical College
ติดตามลูอิสถามและBahar Gholipour-ติดตามเรา@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
