211service.com
I ratti comunicano attraverso i chip cerebrali
Coppie di ratti possono comunicare attraverso chip cerebrali e collaborare per eseguire un compito, rapporto ricercatori di oggi Rapporti scientifici. L'attività cerebrale registrata in un ratto è stata tradotta in uno schema di impulsi elettrici che sono stati poi trasmessi a un altro ratto che era stato addestrato a spingere una particolare leva in risposta a uno dei due schemi di stimolazione elettrica nel suo cervello. Anche i ratti hanno lavorato insieme, affermano i ricercatori. Se il secondo ratto scegliesse la leva sbagliata, il primo ratto cambierà la sua funzione cerebrale e il suo comportamento nella prova successiva in modo che il roditore ricevente abbia maggiori probabilità di farlo bene, affermano gli scienziati.
Decisioni decisioni: Un topo con un impianto di registrazione dell'attività cerebrale sceglie quale leva premere in risposta a una luce LED.
La ricerca è stata condotta da Immagine segnaposto Miguel Nicolelis , un neuroscienziato del Duke University Medical Center, che ha precedentemente descritto un'interfaccia cervello-computer attraverso la quale una scimmia può controllare un robot ambulante (vedi Il potere del pensiero) e un'altra configurazione in cui un senso virtuale del tatto è stato inserito nel cervello di una scimmia attraverso un array di stimolazione elettrica (vedi Dare alle protesi un senso del tatto). Negli ultimi anni una manciata di laboratori ha compiuto notevoli progressi nella lettura e nella scrittura al cervello con l'obiettivo di aiutare le persone paralizzate a ritrovare la mobilità tramite la robotica controllata dal pensiero. L'anno scorso, due gruppi di ricerca hanno riferito che i pazienti tetraplegici potrebbero utilizzare impianti cerebrali per controllare gli arti dei robot (vedi Brain Chip aiuta i quadriplegici a muovere le braccia robotiche con i loro pensieri e il paziente mostra nuova destrezza con un braccio robotico controllato dalla mente).
Ma lo studio di oggi, dice Nicolelis, non riguardava il miglioramento della tecnologia dell'interfaccia cervello-computer per i pazienti, ma piuttosto l'esplorazione di nuove frontiere. Abbiamo osservato l'emergere di proprietà fisiologiche che non potevamo prevedere prima di farlo, dice, indicando quella che chiama collaborazione tra i cervelli dei due animali.
Nell'esperimento, Nicolelis e il suo team hanno addestrato un topo a scegliere tra una leva a destra o a sinistra da spingere a seconda di quale dei due LED si accendeva. Se il topo spingeva la leva corretta, riceveva un gratificante sorso d'acqua. I ricercatori hanno registrato l'attività elettrica della corteccia motoria del ratto, la regione del cervello che controlla i movimenti, e hanno tradotto l'attività coinvolta nello spingere la leva di destra in molti impulsi e nel spingere la leva di sinistra in meno impulsi. Questi impulsi sono stati quindi inviati all'impianto nel cervello di un altro ratto in una camera separata. Quel topo era stato addestrato a rispondere agli schemi di pulsazioni in un modo simile: più pulsazioni significavano spingere la leva sul lato destro.
Senza alcun segnale dai LED nella sua gabbia, il secondo ratto è stato in grado di scegliere la leva corretta il 64% delle volte, a quel punto entrambi i ratti avrebbero ricevuto una ricompensa in acqua (il ratto che inviava informazioni ne avrebbe quindi due; le informazioni che ricevevano ratto ne otterrebbe solo uno). Quando il secondo topo ha sbagliato, il primo se ne è accorto, dice Nicolelis, perché non ha ricevuto una seconda ricompensa. Quindi, nella prova successiva, il primo ratto avrebbe risposto più rapidamente al segnale del LED e avrebbe prodotto una maggiore quantità di attivazione neuronale correlata al compito rispetto al rumore cerebrale di fondo, dice, il che ha reso il secondo ratto più propenso a scegliere la leva corretta. Questo è ciò che Nicolelis chiama collaborazione.
I ricercatori hanno anche dimostrato la comunicazione cervello-cervello con la stimolazione dei baffi nel primo ratto. Come un gatto, i topi usano i baffi per determinare quanto è ampia un'apertura e i roditori possono essere addestrati a girare la testa a sinistra oa destra a seconda che il buco nella loro gabbia sia stretto. Simile al primo esperimento, l'attività cerebrale del primo ratto è stata tradotta in un particolare schema di impulsi inviati al secondo ratto, che era stato addestrato a muovere la testa a sinistra in risposta a impulsi elettrici ea destra in assenza di impulsi. Con questi test, il secondo ratto ha scelto il lato corretto circa il 62 percento delle volte.
Con il test del baffo, il team ha dimostrato che non è necessario che i topi si trovino nello stesso edificio, o addirittura nello stesso continente, per collaborare. Un topo in Brasile al Edmond e Lily Safra Istituto Internazionale di Neuroscienze di Natal ha inviato segnali cerebrali a un topo nel campus della Duke a Durham, nella Carolina del Nord.
Tuttavia, le decisioni binarie prese nei test sui topi non sono all'altezza di ciò che le interfacce cervello-computer possono fare in questi giorni, ha scritto l'Università di Pittsburgh Andrew Schwartz , un pioniere nelle interfacce cervello-computer paziente, in una e-mail a Revisione della tecnologia del MIT. Può sembrare 'telepatia mentale' e quindi sembrare eccitante, ma se guardato più attentamente, è molto semplicistico, ha scritto. Come canale di comunicazione, potresti pensare a un paziente bloccato che cerca di comunicare sbattendo le palpebre, dove un battito di ciglia significa sì e un battito di ciglia no significa no. Questo tipo di informazioni potrebbe essere trasmesso registrando da un singolo neurone in un ratto e ronzio di corrente elettrica nel ratto ricevente. Se il topo sente il ronzio, significa sì, nessun ronzio significa no.
Ma Nicolelis vede questa dimostrazione come l'inizio di una nuova linea di ricerca che potrebbe portare a una nuova forma di calcolo. Dice che il suo laboratorio sta lavorando su sciami di ratti che potrebbero condividere informazioni motorie e sensoriali tramite interfacce cervello-cervello. Se metti insieme i cervelli, potresti creare una macchina non Turing più potente, un computer organico che calcola per esperienza, per euristica, dice. Potrebbe essere un'architettura molto interessante da esplorare.