1-human-fact

Человек Психология Социология Антропология НейроФизиология

1-med-fact

Медицина Генетика Образ жизни Здоровье Болезни Суеверия …

1-sex-fact

Секс Пол Гендер Социология пола Биология пола Сексология …

1-space-fact

Космос Космонавтика Экзомиры Астрономия Астробиология …

1-tech-fact

Техника Компьютеры Роботы Гаджеты Футуризм …

Главная » 1-human-fact, 1-tech-fact, Интересности, лучшее, самое-самое  : 

Чтение мыслей — история и технология прорыва…

2011/10/10    > 6264
Снятие электроэнцефалограммы

Чтение мыслей постепенно становится реальностью. Снимая показания с мозга человека, ученые научились извлекать слова из мыслей, воспроизводить звуки, которые хотел бы произнести немой человек, определять, какую статичную картинку видит перед собой доброволец и даже, что за сцену фильма он смотрит. Расшифровка сигналов мозга позволила использовать их для управления различными устройствами… Новости об этих достижениях многократно прокатывались по СМИ, но они настолько важны, что мы решили вернуться к ним, и в серии статей постараться зафиксировать крупнейшие достижения в проникновении “внутрь мозга”…

То, что работу мозга сопровождают электрические импульсы, было обнаружено еще в середине XIX века. В 1875 году физиолог В.Я.Данилевский и английский врач Р.Кэтон, независимо друг от друга, записали первые данные по электрической активности мозга собак, кроликов и обезьян. В 1913 году была записана первая электроэнцефалограмма с мозга собаки, а в 1928 году — человека.

В течение всего XX века всё более совершенствовались методы снятия показаний работы мозга и с помощью электроэнцефалографии, т.е. записывая изменения электрических потенциалов с поверхности головы, и с помощью электродов, непосредственно контактирующих с нейронами.

Одиночные электроды и их группы “прикладывались” к открытому мозгу во время операций или вживлялись в мозг на длительное время. Некоторые электроды могут быть настолько тонкими, что проникают внутрь клетки и позволяют записывать внутриклеточные потенциалы. Другие системы электродов позволяют регистрировать активность групп нейронов в разных отделах мозга…

На основании данных электрической активности мозга было выявлено множество соответствий между работой мозга и состоянием человека, совершаемыми им действиями, возможными заболеваниями…

Последние же годы простейшие ЭЭГ-устройства используются даже в индустрии развлечений. Управление компьютерной игрой “силой мысли” сейчас доступно любому желающему, достаточно приобрести набор стоимостю не более 300 долларов США…

Современный МРТ-сканнер

Главный же на сегодня прорыв в проникновении внутрь работы мозга произошел после разработки технологий томографии.

Рентгеновская компьютерная томография мозга позволила получить подробнейшие трехмерные изображения мозга человека. Современные рентгеновские томографы могут выдавать почти в реальном времени физиологические процессы, происходящие в любом человеческом органе и в т.ч. в мозге. Толщина одного “среза”, выдаваемого томографом, — порядка 0,5 мм, а время сканирования составляет доли секунды. Современной томограф это не только чудо инженерной мысли, но и мощнейший вычислительный комплекс — ведь, например, чтобы получить простейшую томограмму размером 200 на 200 пикселей, нужно решить систему из 40000 уравнений…

В 1973 г. в журнале Nature была опубликована статья о создании изображения с помощью ядерного магнитно-резонансного томографа. Этот год принято считать началом эры МРТмагнитно-резонансной томографии, которая в буквальном смысле позволила увидеть процессы, происходящие в думающем мозге.

МРТ — это метод, основанный на измерении электромагнитного отклика ядер атомов водорода на возбуждение их определённой комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле.

Современные методики МРТ делают возможным неинвазивно исследовать функцию различных органов — измерять скорость кровотока, тока спинномозговой жидкости, определять уровень диффузии в тканях, видеть активацию коры головного мозга при функционировании органов, за которые отвечает данный участок коры (функциональная МРТ).

Анимированное МРТ-изображение головы человека.

Анимированное

МРТ-изображение

головы человека.

Начиная с 1980-х произошел настоящий взрыв использования МРТ в медицинской диагностике, а позже и в нейропсихологических исследованиях…

 

Функциональная магнитно-резонансная томография (ФМРТ) — наиболее востребованный сейчас метод нейровизуализации.  ФМРТ основана на парамагнитных свойствах гемоглобина и дает возможность увидеть изменения кровообращения головного мозга в зависимости от его активности.

Изображения, полученные с помощью ФМРТ, показывают, какие участки мозга активированы (и каким образом) при исполнении определённых заданий. Большинство ФМРТ томографов дают возможность предъявлять исследуемому человеку изображения, звуковые и тактильные стимулы, а также позволяют совершать некоторые действия. А это значит, что ФМРТ можно использовать, чтобы визуализировать структуры мозга и процессы в нем, связанные с восприятием, мышлением и движениям

(Ниже в комментариях опубликован более подробный рассказ про функциональную нейровизуализацию и о существующей глобальной базе данных ФМРТ-исследований.)

Чтение — сложнейшее упражнение для мозга. У грамотного человека при распознавании текста значительно более интенсивно начинает работать зрительная зона коры головного мозга, активируются области, ответственные за обработку звуковой информации, и одновременно включаются несколько других мозговых центров.

Пример изображения, полученного с помощью ФМРТ, во время исследования влияния умения читать на работу мозга.

 

Таковы главные на сегодняшний день способы нейровизуализации. Благодаря им мы имеем прорыв к пониманию того, что происходит внутри нашей черепной коробки. А ведь еще совсем недавно чуть не единственным способом изучения работы мозга было наблюдение над людьми, у которых этот самый мозг имел какие-нибудь повреждения

Как говорит Кристоф Кох (Christof Koch), один из ведущих специалистов в области нейробиологии сознания, — мы живём в уникальный период истории науки, когда реальностью становятся технологии, позволяющие выяснить, как деятельность объективного мозга приводит к появлению субъективного сознания.

Томография, вживление сотен электродов, сверхчувствительные ЭЭГ-устройства и, конечно же, мощные компьютеры, способные анализировать и сопоставлять поступающую от них информацию — всё это делает возможными те первые шаги в “чтении мыслей”, что мы сейчас наблюдаем.

«Я бы сравнил демонстрацию опытов по чтению мыслей с первой фазой космического проекта, — говорит Константин Анохин, известный российский нейробиолог.

Проблема космических путешествий пока не решена: пройдут десятилетия, прежде чем люди будут свободно перемещаться с одной планеты на другую. Но выход человека в космос свидетельствует, что это возможно. Аналогично и с декодированием мыслей. Эксперименты показывают, что не существует теоретического запрета для выполнения этих задач. Всё остальное зависит от времени и развития технологий».

В следующих статьях (первая, вторая) мы опишем первые эксперименты по управлению компьютерными программами и различными устройствами с помощью “силы мысли”, в т.ч. знаменитый эксперимент Мигеля Николелиса, который внедрил в мозг обезьяны группу электродов и добился синхронизации движения настоящей руки животного и её роботизированного аналога (причем анализ данных показал, что обезьяны стали воспринимать это устройство как собственную третью руку, не дублирующую и не заменяющую, а дополняющую существующие две)…

(cc)  
постоянная ссылка статьи:
http://sci-fact.ru/1-human-fact/chtenie-myslej-istoriya-i-texnologiya.html
Поделиться / сохранить у себя:
Еще интересное по теме


ТЕМЫ: Возможности человека Мозг Нейробиология Технологии Человек BCI Чтение мыслей


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
 
... Управление мыслью — от курсора компьютера до инвалидной коляски, автомобиля и роботов…
 
 
... Мозг – компьютер: первые роботизированные интерфейсы (от обезьяны до человека)…

Прямое взаимодействие мозга и компьютера — изобретение, сравнимое по своим последствиям с созданием радио и телевидения. Миллионы людей с поражением различных участков нервной системы получают надежду на полноценное взаимодействие с окружающим миром. Но этого мало — связка мозг-компьютер открывает ошеломляющие перспективы в управлении механизмами, создавая новое “тело” человека… А начиналось всё, как обычно, с опытов над лабораторными крысами и обезьянами…

 
 
... Mindflex Duel Game — игрушка за $99, которая учит «передвигать предметы силой мысли»…
 
 

Интересно? Подпишитесь на анонсы новых статей    , получайте анонсы через RSS RSS  или следите за обновлениями в ленте Facebook и ВКонтакте:




Ваше мнение важно!  Оставьте свой комментарий с помощью аккаунта «ВКонтакте» или воспользуйтесь формой ниже.


  • One-fact.ru:

    [info]fregimus:
    Про функциональную нейровизуализацию, базу данных http://neurosynth.org/ и её использование для опровержения сообщений “британских ученых”

    Проект neurosynth.org

    neurosynth — новая автоматизированная база данных по исследованиям функциональной нейровизуализации головного мозга.

    Прежде всего, что такое функциональная нейровизуализация? В последние годы все исследователям делаются более и более доступны функциональные магниторезонансные томографы для исследований мозга. Томография — математический метод, позволяющий восстанавливать объемную картину исследуемого предмета по сигналам, измеряемым на его поверхности (или вблизи ее, как в нашем случае). Например, рентген просвечивает тело человека насквозь и создает рентгеновский снимок, картину из темных и светлых областей. Если же сделать несколько снимков вкруговую, поворачивая аппарат вокруг тела на определенный угол, то с помощью томографических методов можно построить картину рентгеновских плотностей в объеме тела. Именно так работает рентгеновский томограф.

    Магниторезонансная томография (МРТ) применяет иной физический принцип, и, в отличие от рентгеновской, не пользуется ионизирующими излучениями, и, как сейчас полагают, не причиняет никакого вреда предмету исследования. Поэтому она чаще всего и применяется в исследовательских целях. Не буду вдаваться в физический принцип работы МРТ; скажу лишь, что восстановленная компьютером трехмерная модель мозга состоит из кубиков, аналогичных пикселам на экране, только объемных (они называются вокселами), а что именно физически измеряется и какой «цвет» приписывается в этой объемной картине каждому вокселу, зависит от настройки аппарата и его математической модели.

    Теперь подберемся к функциональной МРТ (ФМРТ). Этот метод позволяет наблюдать (очень грубо говоря) суммарный уровень потребления кислорода из крови. Когда нейроны в некотором объеме мозга активны, то есть получают и передают возбуждение и стреляют по много раз в секунду, они расходуют энергию и требуют питательных веществ: глюкозы и кислорода. Обычно аппарат ФМРТ снимает один объемный «кадр» кислородного изображения мозга в несколько секунд. Если за это время нейроны в пределах воксела активизировались, то потребление кислорода в нем вырастает, и воксел получает более высокое значение активации. В программах для показа трехмерных моделей используют различные шкалы окраски активации, чтобы сделать интересующий исследователя аспект изучаемых данных более наглядным.

    Итак, в двух словах, ФМРТ строит объемную картину мозга, в которой активные в момент съемки вокселы подсвечены или закрашены. Типичный размер воксела в ФМРТ — кубик 2×2×2 мм.

    Результатов исследований, производимых при помощи ФМРТ, публикуется тысячи. В одних исследованиях испытуемым даются стимулы — тактильные, тепловые, речевые или визуальные; в других они выполняют разные задания — мысленно двигают рукой, молятся, поют или думают о зеленой обезьяне. Необработанным, сырым результатом каждого такого исследования, грубо говоря, является описание экспериментального воздействия на испытуемого или его задания вкупе с данными о том, какие объемные области мозга при этом испытывали активацию, и насколько она была сильна. Эти данные публикуются.

    Для анализа этой массы информации служат нейровизуализационные базы данных, в которых собираются результаты десятков тысяч экспериментов. neurosynth — экспериментальная база данных, в которую информация собирается поисковым роботом полностью автоматически. Робот читает все новые статьи, находит в них важные (по его, робота, мнению) ключевые слова, и связывает с ними набор данных из этой статьи. Когда информация вводится в базу, ее можно проанализировать в виде таблиц и изображений.

    Очень кратко (а полную информацию можно прочитать в описании на английском языке http://neurosynth.org/faqs), можно получить ответы на такие интересные вопросы: если в исследовании говорится о производстве речи, какова вероятность того, что о данном вокселе сообщается, что он был активирован? Или наоборот: если данный воксел активирован, какова вероятность, что в исследовании упоминается, например, амигдала? Если данный воксел активирован в некоем исследовании, какова вероятность для каждого другого воксела, что он тоже будет активирован? Таким образом, можно получить многие возможные соотношения между точками активации и темами и предметами исследования.

    Давайте решим с помощью этого атласа одну практическую задачу. Допустим, мы с вами прочитали в газете о том, как британские ученые установили с помощью ФМРТ, будто владельцы «Айфонов» испытывают к своим игрушкам настоящую любовь и нежность (пример из недавней публикации в крупной газете, между прочим!). Как объясняется, что «потрясающим результатом эксперимента является сильная активация в островковой доле (cortex insularis), которая ассоциируется с чувствами любви и сострадания». С результатом эксперимента мы спорить, конечно, не будем, но задумаемся над его интерпретацией: насколько высока селективность наблюдаемой активации в островке? Однозначно ли она указывает на то, что подопытный испытывает любовь или сострадание, или же эта область активируется и от иных причин?

    Сперва, конечно, нам надо вспомнить, где находится в мозге cortex insularis. Здесь нам поможет «Википедия» с литографиями из атласа Грея: на этом корональном сечении видно, что островковая кора (надпись Insula) находится на дне самой глубокой борозды, называемой sulcus lateralis cerebri. Этот хорошо заметный треугольник будет легко найти на томограмме.

    Затем перейдите на сайт http://neurosynth.org/ и выберите из меню Images/Term-based maps. В поле ввода наберите insula, нажмите ввод, и вы окажетесь на этой странице, где показана суммарная активация мозга из тех многих исследований, где слово insula является ключевым. Выберите Reverse Inference в меню Image Type, и подвигайте рукоятки осей x, y и z. Самая яркая область будет там, где insula упоминается чаще всего. Координаты интересующей нас точки будут (-40; +8; 4). Наведитесь на эту точку и уведите правую ручку левого ползунка Thresholds вправо: подсветка пропадет, и вы увидите, что перекрестие находится примерно в середине островковой коры, той самой анатомической структуры, что мы ищем. Эта точка не совсем совпадает с максимумом активации (я наводился на нее без подсказки), но вы можете выбрать и максимум по ключевым исследованиям — на результате это не скажется. Правда, важно, что я выбрал точку в левом полушарии, потому что оно связано с речью.

    Теперь, когда вы навелись на интересующую нас структуру, кликните на View details for this location, чтобы открыть таблицу ключевых слов для этого места. Упорядочите таблицу по убыванию апостериорной вероятности упоминания слова, и посмотрите на слова с вероятностью 0,7 и выше. Вы обнаружите здесь ключевые слова, связанные с тактильными и болевыми ощущениями, с ощущением температуры, с грамматикой и производством речи. Аффекты тоже, конечно, тоже будут упомянуты, но сразу очевидно, насколько островковая кора неселективна в отношении аффектов привязанности — она реагирует на огромное множество стимулов! Разумеется, «Айфон» держали в руках — это ощущение температуры и прикосновения, а грамматическая область не могла не активироваться при виде текста. Можете это проверить: наберите ключевые слова, например, reading , и посмотрите, что делается с островковой корой.

    Так что, как мы видим, приведенная в статье интерпретация эксперимента совершенно неграмотна. Для сравнения выберите координаты миндалевидного тела (±20; -4; 20), и увидите, что они ассоциированы с первичными эмоциями — страх, гнев, тревога, и с соответствующим им поведением; ни грамматики, ни чтения там и близко упомянуто не будет. Как хорошо известно, миндалина ассоциируется в первую очередь именно с упомянутыми эмоциями.

    __________________________________

    Yarkoni, T., Poldrack, R. A., Nichols, T. E., Van Essen, D. C., & Wager. T. D. (in press). Large-scale automated synthesis of human functional neuroimaging data. Nature Methods.

    Публикация: http://fregimus.livejournal.com/175002.html

  • IBM:

    Чтение мыслей делают ещё с 70–х годов. К мозгу спецработники сейчас имеют полный удалённый доступ — считывание всей информации из мозга распознаваемой спецпрограммами и запись, ввод информации в слуховые и зрительные рецепторые резонансным методом подстройкой на частоты участков мозга.
    Чтение и запись мыслеобразов уже делают в реальном времени дистанционно и большого количества людей. Практически любой человек ведётся программой слежения с удалённого компьютера радио и биолокацией. Перед выборами обработка ведётся интенсивная индивидуальная программная

  • SVM:

    Случай из жизни. Фамилия реальная — Новиков, токарь ГПЗ-10. Он думал, что он размышляет. Со стороны было видно и по мимике — человек слушает, а он думал, что он думает. Наушников у него не было. Музыку и радио не слушал. Не знающий о возможностях АПК с торсионным генератором не поймет. Когда знаешь заведомо — человек подключен к АПК, даже без признания человека по внешним признакам — отработки стандартных паттернов операторами АПК, по искусственности нейросемантики, по мимике, жестам, по часто используемыми словами операторов АПК, произносимым подключенным. Человек был вогнан программно в первичное состояние слушания и во внутренней речи слушал логичную, сформированную речь оператора. При этом человек абсолютно убежден, что он сам думает, но на самом деле слушает в состоянии слушания и принимает слышимое им во внутренней речи за своё размышление. Забыли уже люди или просто не знают. Естесственная внутреннняя речь имеет свои особенности. В логичную речь формируется с участием центров Вернике, Брока, нейромышечных рецепторов гортани.

Ваш комментарий (введите имя и E-mail):

или напишите комментарий с помощью: 

Получать комментарии к статье по RSS .



На степень сексуальности одежды женщины влияет овуляция
Расшифрован геном неандертальца. Оказалось, что он родственник европейцам и азиатам
Клип с поющей и танцующей девушкой-роботом штурмует вершины популярности
Бодрящий эффект кофе — иллюзия. Кофе бодрит, а точнее возвращает в норму, лишь кофемана…
Два часа вождения машины ночью приводят человека в состояние опьянения
Джетлаг — сбой в биологических часах человека с серьезными последствиями на нейроуровне
В ДНК человека обнаружены вирусы, спящие миллионы лет. Среди них есть и смертельно опасные, и трансформирующие мозг…
Польза сливочного масла и вред маргарина — научные данные…

[наверх]