Neurobiologie für Dummies

Paralysis hat mehrere Ursachen. Der Teil des Gehirns, die Bewegung steuert, kann beschädigt werden, beispielsweise nach einem Schlaganfall. Verletzungen und Krankheiten können die Nachricht vom Gehirn an die Muskeln übertragen zu unterbrechen. Aber die Therapie und Forschung helfen, und schnelle Fortschritte in der Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCI) machen diese Science-Fiction-klingender in naher Zukunft machbar Ansätze:

  • Rehabilitation und Ausbildung helfen bei allen Arten von Lähmung durch Wege und Rekrutierung von abwechselnden Stärkung der Verletzung zu umgehen.

  • Erhebliche aktuelle Forschung ist auf die Ursache der Lähmung getan. die tatsächliche Heilung von Krankheiten ist fast immer die Behandlung der ersten Wahl.

  • Eine vielversprechende Therapie für Schlaganfall und Tumoren umfasst nachwachsende Neuronen durch Zellen nehmen, die neu programmiert wurden von der Person eigenes Gewebe in den beschädigten Bereich setzen abgeleitet neuralen Stammzellen und tun autologe Transplantate zu sein.

  • Weitere Forschungsanstrengungen beinhalten die Verwendung von Wachstumsfaktoren die Regeneration in beschädigte Hirnareale zu stimulieren.

  • Prosthetics kann verwendet werden, Lähmung zu lindern, indem Sie den High-Level-neuronale Signal für Bewegung erfassen, die Verletzung unter Umgehung und Bewegung anregend auf den Muskel näher oder durch High-Level-Motorbefehlssignale zu erfassen und Durchführung von Körperbewegungen mit mechanischen Vorrichtungen, wie prothetische Gliedmaßen oder Exoskelett, die mit Motoren, um die Kraft, die durch unsere Glieder zu vergrößern, oder dass Gehirn Befehle für die Bewegung von Elektroden aufgezeichnet reagieren.

Kann der Geist heruntergeladen werden?

Da Computer immer leistungsfähiger werden, gibt es Spekulationen darüber, ob sie zu erhöhen menschliche Intelligenz gleich oder übertreffen könnte. Ein Thread in dieser Diskussion ist die Idee unseren Köpfen in einem künstlichen Substrat, wie einem Computer herunterzuladen. Die meisten Neurowissenschaftler sind sehr skeptisch, was diese Idee für ein paar Gründe:

  • Was wissen wir eigentlich über das Gehirn ist, dass es sehr komplex ist. Es besteht aus in der Größenordnung von 100 Milliarden Neuronen mit jeweils tausend Verbindungen zu anderen Neuronen. Kein heutigen Substrat kann auf diese Komplexität nahe kommen.

  • Neurowissenschaftler denken, dass die wesentliche Funktion des Gehirns wird durch neuronale Berechnungen durchgeführt, die Aktionspotentiale zu generieren, die an andere Neuronen gesendet werden.

  • Auch wenn wir das Abfeuern jedes Neuron im Gehirn, und die Stärke der einzelnen Synapse messen könnte, dass die Zündung produzieren und herunterladen oder Modell, das in Silizium, wir wissen immer noch nicht, ob es funktionieren würde tatsächlich wie ein menschliches Gehirn.

Fazit: Ihre Gedanken sind Ihre eigenen, für die absehbare Zukunft.

Kann Imaging Systems Unsere Gedanken lesen?

Da der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) Maschinen am Ende des 20. Jahrhunderts häufiger wurde, gab es über die Fähigkeit dieser Technologie mehr Ansprüche, die Inhalte der psychischen Verarbeitung zu extrahieren. Viele Aspekte der Ansprüche und Gegen parallel zugeordnet solche mit sogenannten # 147-Lügendetektor # 148- Tests während ihrer Blütezeit im späten 20. Jahrhundert, einschließlich der Fähigkeit, sich selbst zu erkennen, liegt.

fMRI Scanner erfassen Blutoxygenierung Spiegel und Blutströmungsveränderungen im Zusammenhang mit metabolischen Veränderungen in Gehirnbereichen mit einer Auflösung von einem bis mehreren Kubikmillimeter, je nach der Magnetstärke. Diese Messung ist ein eindimensionaler Index des Gesamtniveaus der neuronalen Aktivität in dem Gewebevolumen, das eine komplexe Schaltung, die aus Millionen von Neuronen.

Was kann man von fMRI-Scans, praktisch und theoretisch abgeleitet werden? Die makroskopischen Anatomie des Gehirns wird durch die Lokalisierung von Funktion, mit deutlichen motorischen und sensorischen Bereichen und Karten in diesen Gebieten aus. Zum Beispiel Neurowissenschaftler wissen genau, wo der Bereich des Gehirns ist, dass die linke Hand steuert, und, wenn eine Person in einem fMRI-Magnet seine linke Hand bewegt, würde diese Bewegung leicht erkannt werden.

In sensorischen Systemen, visuellen Raum wird in einer komplexen topographische Karte auf das Gehirn ausgebreitet. Wenn eine Person eine bestimmte Form direkt vor ihr vorstellt, werden einige der gleichen Hirnareale aktiviert, die von tatsächlich nicht zu sehen, dass die Form aktiviert worden wäre. Diese Gehirnaktivität mit Bildern verbunden sind, können auch in einem Scanner erfasst werden. Hirnareale, deren Aktivität ist notwendig, Bilder zu zaubern, oder zu liegen, unterscheiden sich von den Beteiligten inhaltlich von den tatsächlichen Speicher abrufen, und dies kann auch festgestellt werden.

Doch schließlich laufen wir aus Auflösung. A 1 Kubikmillimeter Volumen von Hirngewebe hat Billionen von verschiedenen Staaten. Kein eindimensionale Maß für die Gesamtaktivität in diesem Band kann unter all diesen Staaten unterscheiden. Scanner kann auch zwischen einer endlichen Anzahl von Alternativen von signifikanten Unterschiede in der Hirnaktivität über mehrere Millimeter (beispielsweise Bilder verursacht Erregung) gekennzeichnet unterscheiden können, aber sie können unter den komplexen, feine Unterschiede in ähnlichen nicht vorhersehbaren nicht-invasive Technik unterscheiden Denkmuster.

Sind Cyborgs möglich?

Cyborgs (Kybernetische Organismen) bereits vorhanden! Jeder der mehr als 100.000 Menschen weltweit, die ein Cochlea-Implantat hat Gehör wiederherzustellen, ist im Wesentlichen ein Cyborg, eine funktionale Kombination von organischen und Maschinenteilen. Ihre Großtante Gertie scheint plötzlich viel kühler, sie nicht? Die eigentliche Frage ist, wie schnell zusätzliche Funktionen des Gehirns mit Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCI) durchgeführt werden und wie schnell werden sie entwickelt werden.

Hier sind einige interessante Ideen über Cyborgs:

  • Der Beginn der menschlichen cyborg Ära begann mit der Notwendigkeit verlorene Funktion wiederherzustellen, insbesondere hören, wo die BCI relativ einfach war.

  • Forschung ist im Gange, ein Cyborg Ansatz verwenden, um einige Arten von Blindheit über Miniaturkameras und Anordnungen von Stimulatoren zu reparieren das Kamerasignal in das Nervensystem zu injizieren.

  • Ein langjähriges Projekt zu ersetzen einige Speicherfunktionen in einem Teil des medialen Lappen des Gehirns namens Hippocampus mit Silizium-Schaltung ausgerichtet.

  • So wie das Nervensystem auf neue und neuartige Eingänge passt, wie jene, die auftreten, wenn das Lernen, wie man ein Fahrrad zu fahren oder ein Auto zu fahren, kann es wahrscheinlich Injektion von Signalen in das Nervensystem zu lenken anzupassen.

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