Proteza utrwalona w pamięci
Jest rzeczą oczywistą, że osoby korzystające z protez z biegiem czasu radzą sobie z ich obsługą coraz lepiej. Dopiero teraz udało się jednak wyjaśnić, jak do tego dochodzi. Jak wykazali w eksperymencie na małpach badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego, długotrwałe sterowanie obiektem nienależącym do ciała wywołuje powstanie trwałej pamięci ruchowej wynikającej z utworzenia nowych połączeń pomiędzy neuronami.
Autorzy studium stworzyli specjalne urządzenie, nazwane dekoderem, a następnie podłączyli je do mózgu makaka. Zadaniem tak skonstruowanego układu było "tłumaczenie" sygnałów wysyłanych przez neurony na ruchy kursora na ekranie komputera. Zwierzęta były trenowane tak, by wywoływały określone ruchy kursora zarówno za pomocą ruchów kończyny górnej (zwierzęta były wówczas podłączane do kontrolera działającego podobnie do dżojstika), jak i dzięki aktywności neuronów podłączonych do dekodera.
Jak wykazali badacze, małpy potrzebowały zaledwie pięciu dni, by nauczyć się obsługi kursora wyłącznie za pomocą myśli. Zdolność do utrzymania wysokiej precyzji sygnałów wywoływanych przez ich komórki nerwowe utrzymywała się aż do końca eksperymentu, tzn. przez dwa tygodnie od momentu wyuczenia nowej umiejętności. Co więcej, analiza funkcji elektrycznej mózgu potwierdziła powstanie trwałego połączenia odpowiedzialnego za tę czynność.
Badacze z Kalifornii twierdzą, że jako pierwsi na świecie wykazali, iż mózg jest w stanie wytworzyć trwałą pamięć motoryczną pozwalającą na kontrolowanie elementów nienależących do ciała danego osobnika. Dokładne zrozumienie mechanizmów rządzących tym zjawiskiem pozwoli na udoskonalenie zarówno konstrukcji samych protez, jak i metod treningu pozwalającego na opanowanie coraz bardziej skomplikowanych sztucznych organów.
Komentarze (8)
Zerivael, 22 lipca 2009, 11:02
kolejna badania które przed naukowcami no-life'ami okrywają nieznane możliwości mózgu do wytwarzania "trwałej pamięci motorycznej", które można zaobserwować u każdego człowieka podczas nauki jazdy na rowerze, brawo jajogłowi
PS: te badania z makakami już były chyba w innym niusie na kopalni, gdzie "naukowcy" wysnuli bardzo podobne wnioski, ale mogę się oczywiście mylić
Gość derobert, 22 lipca 2009, 12:19
mi też się wydaje ze już coś takiego wcześniej odkryli
mikroos, 22 lipca 2009, 19:12
Wcześniej zaobserwowano zjawisko, tym razem odkryto mechanizm na poziomie komórek. Różnica niby subtelna, ale istotna.
wilk, 24 lipca 2009, 13:14
Ciekawi mnie jaką zdolność kontroli ma mózg i ile takich sztucznych manipulatorów lub urządzeń byłby w stanie myślami jednocześnie kontrolować.
mikroos, 24 lipca 2009, 13:29
Pytanie warto byłoby zadać nieco inaczej: czy można kontrolować zewnętrzne urządzenie, które nie zastępuje własnej kończyny, tylko działa jako piąta, szósta albo siódma. Mimo wszystko wygląda na to, że jeżeli każdy z mięśni potrzebuje swojego ośrodka kontroli i neuronów odpowiedzialnych za przekazywanie do niego impulsów, teoretycznie liczba możliwych do obsługi stopni swobody powinna być co najmniej równa liczbie par mięśni kontrolujących dobrowolne ruchy ciała. Pozostaje więc pytanie, czy można "stworzyć" kolejne wirtualne pary mięśni. Faktyczne, ciekawa rzecz do zbadania
radar, 5 sierpnia 2009, 12:58
Bardzo ciekawe zagadnienie z tymi dodatkowymi kończynami
Mnie nurtuje natomiast pytanie jak zapewnić dokładne sprzężenie zwrotne z taką dodatkową lub nie kończyną oprócz samej informacji wzrokowej jak kursor na ekranie. Bez odczuwania bodźców takich jak nacisk czy faktura materiału ciężko się pewnie tym operuje.
wilk, 5 sierpnia 2009, 13:56
Te droższe protezy, to mają jakieś czujniki (nacisku i gorąca) i są one chyba podłączone do resztek nerwów. Może skoro udałoby się stworzyć nowe ośrodki motoryczne, to i sensoryczne...? Tutaj projekt DARPA: http://kopalniawiedzy.pl/mozg-proteza-czucie-sztuczna-skora-4031.html
radar, 5 sierpnia 2009, 16:02
to tak, ale ciekawe, która właściwość sygnału jest dla mózgu i kończyny najważniejsza/decydująca, czy jest to moc sygnału, czas trwania czy np. częstotliwość? To takie rozmyślania a propos tych dodatkowych "kończyn" (lub sterowania innymi urządzeniami). Jak nauczyć mózg żeby poruszył sztuczną ręką nieporuszając jednocześnie swoimi prawdziwymi kończynami?
W przypadku amputacji mamy gotowe "końcówki" gdzie możemy się podłączyć, kiedy jednak wszystkie kończyny pozostają na miejscu to rozwiązania są dwa: albo wszczepiać do mózgu elektrody bezpośrednio (co juz robią na zwierzętach, a wydaje mi się niezbyt bezpieczne) albo, to co kombinowałem, nauczyć mózg wysyłać/odbierać sygnały "nieobsługiwane" przez nasze kończyny, a skalibrowane pod te dodatkowe. Wtedy wszczepiamy elektrody np. w ramię co wydaje mi się bardziej akceptowalne...