Эти новые разработки, воображаемые на ежегодной конференции Cognitive Neuroscience Society (CNS) в Нью-Йорке, наносят на карту новые соглашения познания и продвигающихся упрочнений улучшить изучение и память в больных с когнитивными расстройствами.Подслушивание нейронов«Новая эра» электрофизиологии сейчас на нас, говорит Джозеф Парвизи из Стэнфордского университета, что управляет симпозиум ЦНС по теме. «Мы взяли намного более острое представление об электрофизиологической деятельности мозга» применение способов, в один раз пониженных к научной фантастике.За прошлое десятилетие ученые собрали достаток новых данных через сетки датчиков, засунутых в верхние слои мозга. «Вы имеете возможность по большей части подслушать любой миллиметр людской мозга, в реальном времени применяя 300-400 датчиков, делая запись в один момент от громадной мантии людской мозга». Те эти, объединенные с новыми способами сбора данных и обработки, стали причиной взрыву в изучениях, вовлекающих людей.
«Легко сравните недавние бумаги в нечеловеческих приматах и людях», говорит Гиорджи Базсэки из Нью-Йоркского университета (NYU). «В последнем случае 2 либо 3 предмета употребляются с, в большинстве случаев, меньше чем 50 местами записи, и, обычные бумаги основаны на 100-200 нейронах. Наоборот, наблюдения в людях информируют о порядке величины и десятках пациентов о большем количестве данных, чем у мартышек».Buzsaki, что воображает на встрече ЦНС, трудился, чтобы выяснить синтаксические правила мозга – как информация разобрана, упакована и передана. Он считает, что ответ находится в самопроизведенных ритмах мозга.
Его работа отыскала, что практически все мозговые ритмы сохранены при помощи эволюции млекопитающих. Не обращая внимания на 15,000-кратное мозговое повышение количества от самого мелкого до самого громадного млекопитающего, «движущие силы мозговых ритмов варьируются превосходный мало через разновидности», говорит он.
В новом изучении Buzsaki и сотрудники изучали эпилепсию у крыс, определенно смотря interictal на эпилептические выбросы (IEDs). Хороший от эпилептических конфискаций, IEDs может ослабить память в больных эпилепсией. Новые результаты предлагают, дабы IEDs угнали физиологические образцы, которые связаны с консолидацией памяти, включая на протяжении сна.
«Устранение, IEDs был бы лучшим решением», говорит Базсэки. За исключением этого, ученые смогут быть в состоянии расцепить IEDs от электрохимических сигналов, которые связаны с консолидацией памяти.Дабы оказать помощь поддержать такие вмешательства, Buzsaki трудился над новым инструментом для стимулирования и записи сигналов от коры.
Масштабируемая совокупность предлагает более высокое пространственное разрешение для поверхностных слоев коры и, в отличие от в большинстве случаев применяемых субдуральных сеток, сидит на мозге вместо того, дабы пробраться через него.«Молодым студентам познавательной нейробиологии посчастливилось быть среди новой эры, где у нас имеется доступ к необычным новым инструментам науки для подслушивания населения клеток с отличной временной резолюцией», говорит Парвизи.Стимулирование для недостатков памяти«Заболевание мозга – растущая социально-экономическая неприятность», говорит Деян Маркович из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Травматическое повреждение головного мозга (TBI) и одна лишь эпилепсия поражают миллионы больных в год.
Нейромодуляция – наладка электрохимических сигналов на нервном уровне – предлагает потенциальное ответ.Сегодняшняя разработка несоответствующая чтобы лечить сложные болезни на сетевом уровне, Маркович говорит: «Наркотики имеют весьма ограниченный успех, делая развитие новой разработке нейромодуляции для лечения познавательных и психологических расстройств основной медицинский и социальный приоритет».
Занятие этим есть проблемой, как мозг – в широком масштабе параллель, сложная совокупность: примерно 10 слоев клеток сидят между областями мозга, каковые обращаются с нашей корой и нашими чувствами, где воспоминания сохранены. И у каждой клетки имеется тысячи точек контакта к вторым клеткам с многократными отделениями.
Начиная с планирования главной нейроанатомии нервных клеток в конце 1800-х, ученые трудились, чтобы выяснить, как эти клетки динамично взаимодействуют.Кое-какие ученые считаюм, что тайна находится в маленьких электрохимических импульсах, обмененных между нейронами – язык мозга.
В работе, ранее лишь вероятной у животных, ученые сейчас делают запись этих сигналов конкретно от мозга и в некоторых случаях пробуют стимулировать мозг с теми сигналами оказать помощь больным с когнитивными расстройствами. Маркович – с междисциплинарной командой включая Lawrence Livermore National Labs, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, и UCSF и грант через DARPA – трудится над разработкой платформы для таковой мозговой стимуляции.Больным эпилепсией в большинстве случаев имплантировали электроды в их мозг, дабы оказать помощь докторам определить расположение собственных конфискаций.
Команда применяет эти уже внедренные электроды, дабы сделать запись и стимулировать деятельность единственных нейронов и маленького нейронного населения на протяжении 2 госпитализаций больных 3 семь дней длиной. Кое-какие больные приобретают хроническое внедрение, которое применяет электроды и поверхность глубины для стимуляции и ощущения.
Проект сооружает от прошедшей работы, демонстрирующей память, усиливающуюся, стимулируя энторинальную область мозга, ворота к долговременному хранению памяти в гиппокампе.Потому, что Маркович воображает на встрече ЦНС, команда начинает опробование на животных новой совокупности и проверит в людях когда-то в текущем году. Среди их целей для данной совокупности: более большой электрод плотности выстраивает, дабы допускать более правильное планирование на нейронах, новые схемы записи, каковые существенно увеличивают количество данных, собранных, и новая технология телеметрии и беспроводная власть, которая допускает передачу данных в настоящем времени от мозга. Надежда пребывает в том, дабы развивать нейропротезное, которое имело возможность не только оказать помощь больным с эпилепсией и ЧМТ, вместе с тем и теми, каковые страдают от депрессии, тревоги, ПТСР и других психоневрологических расстройств.
Что делает познание особенно сложным, как цель данной технологии, в противоположность моторному поведению, пребывает в том, что функция памяти представлена редкими и частично накладывающимися нейронными сетями, складывающимися из миллионов нейронов, говорит Маркович. «Разумеется, доступ ко всем этим нейронам с техникой и интерфейсом записи, которую мы имеем сейчас, не вероятен, и клинические нейробиологи должны настойчиво трудиться, дабы сделать выводы из весьма ограниченных данных, к каким они смогут получить доступ», говорит он. «Отечественная разработка существенно увеличит эффективность нейромодуляции и разрешит доступ к более широкому терпеливому населению».Тогда как работа его коллег и Марковича «возможно научной фантастикой в этом пункте», говорит Парвизи, «их изучение определенно постарается выйти за границы вероятного, и все мы извлечем пользу из него».
В эту новую эру громадных нервных данных, «теория и новый анализ нужны, чтобы выяснить эти, приводящие к открытиям», говорит Сяо-Цзин Ван из Нью-Йоркского университета. Его работа объединяет экспериментальные эти вычислительное моделирование колебаний в мозгу, чтобы выяснить большое количество совокупностей обратной связи через разные весы в пространстве и времени.