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National Geographic Live! – Mapping the Brain | Nat Geo Live


parleremo di un punto cruciale
momento in cui siamo nella storia di
neuroscienza nella storia della scienza
davvero perché gli scienziati stanno aiutando
decifrare ciò che si potrebbe dire è
la struttura più complessa nel
universo quando ero ancora un tenpato
professore ora sono solo un semplice mortale
quando ero ancora un professore di ruolo a
Caltech e io potremmo saltare più in alto
edifici ero il mio obiettivo principale era
studiare la coscienza base Neill
di coscienza e in particolare io
sentiva che il modo migliore per perseguire quello era quello
lavorare su idee teoriche ma anche a
perseguire esperimenti inumani perché se
c’è una cosa che sappiamo per certo
riguardo alla coscienza è più che altro
di noi sono coscienti per la maggior parte del tempo
Per capire nulla del
cervello in definitiva sulla psicologia noi
dobbiamo capire le sfumature che conosciamo molto
a proposito di cellule nervose post mortem morte
cervello e naturalmente negli animali ma
c’è l’occasione quando puoi
in realtà ascolta i neuroni
parlarci e questo è tuo
chirurgia quindi in alcuni sottogruppi di pazienti
che hanno crisi epilettiche quando
c’è un’idea che se riesci a localizzare
dal posto nel cervello da
che il sequestro ha origine e se tu
può quindi rimuovere chirurgicamente quella forza I
allora questo poi in molti casi il
a seconda del tipo di epilettico
sequestro le convulsioni andranno via
qualche paziente che non riesci a localizzare
dall’esterno, quindi che cosa?
il neurochirurgo fa gli impianti fino a dodici
micro elettrodi nella testa del paziente
e quindi puoi essenzialmente triangolarlo
quando il paziente ha un attacco, puoi farlo
triangoli e poi puoi individuare
dove l’ assedio ha origine così ora
principio possiamo ascoltare l’individuo
i neuroni e io dico ascoltate perché la via
loro parlano tra loro e lui sta mandando
fuori questi brevi impulsi elettrici chiamati
potenziale d’azione o picchi che puoi mettere
li su un monitor e puoi effettivamente
ascoltali così questi sono in realtà
neuroni cellule nervose in un cervello di a
paziente che sta chattando l’un l’altro
non stiamo solo iniziando a farlo
capire il codice che erano abituati a
parlare tra di loro, ma siamo in grado di raccogliere
questo segnale ed è molto simile in
animali in modo che il paziente sia costante
puoi fare tutti i tipi di giochi con il
paziente e tutto ciò che puoi mostrare lui o lei
immagini quindi cosa abbiamo fatto abbiamo sondato e noi
ha mostrato cose diverse al paziente
perché volevamo scoprire cos’è il
innescare ciò che trasforma questi individui
i neuroni vedono qui quello che puoi vedere noi
mostra questa immagine di un ragno di un animale
della Torre Eiffel di un mucchio di Kobe
Bryant di un gruppo di altre persone famose
qui di un’attrice di nome Jennifer
Aniston alcuni di voi potrebbero sapere che lei è un
famosa attrice di Hollywood ma ora se tu
mostra le immagini di Jennifer Aniston the
neurone risponderà molto affidabile su
ogni prova a cui il neon non ha risposto
il tempo in cui era sposata con un altro
attore famoso e il neon no
rispondere a ciò è ora nel libro di testo
ins chiamato Jennifer Aniston sbadigli così
l’idea ha detto che sono cose nuove che sei tu
molto familiare con attrici o
gli attori politici sposano i tuoi figli
i tuoi lavoratori la tua auto il tuo cane qualsiasi cosa
che vedi ancora e ancora il tuo cervello
astratto e rappresenta da un gruppo di
i neuroni non uno non è questo non è solo
una Jennifer Aniston e potrebbe esserci
10.000 o forse più neuroni
rispondere in modo specifico a
Jennifer Aniston e così l’idea è questa
ci dice qualcosa sul circa il
via i neuroni le cose a cui i neuroni si prendono cura
circa così in questa parte di alto livello del
cervello si preoccupano di cose che noi
preoccuparsi di ciò non è sorprendente, intendo noi
cura di cose astratte come le persone
nel rapporto e o come idea di un
concetto di cose come la giustizia o la democrazia
o Malika Afghanistan tutte queste cose
e ci saranno gruppi di neuroni che
rispondere in modo specifico a ciò quando
pensi a quelle cose così puoi
fai molte ricerche a quel livello così
questo è uno nuovo qui ce l’hai
è una sorta di regione di input chiamata
la dendrite in rosso e poi qui al
il corpo cellulare è molto elettrico
macchinario che capiamo abbastanza bene
genera questa azione con questo impulso
quando è sufficientemente emozionato e poi
invia questo impulso sul filo
questo è il cavo di uscita è molto
complicato e ogni volta che c’è un
la connessione è indicata in giallo e
questa è un’app segno quindi sinapsi o sinapsi
è un punto di contatto tra due
neuroni e quanto un neurone
influenza influenza
il prossimo nuovo è codificato nel
forza di quella sinapsi e di tutto il
prove dimostrano che il ricordo è come
il ricordo del mio primo bacio o il mio
ricordo che so cosa sia Giulio Cesare
detto quando era, lo sapevi quando era
ucciso dal suo amico Bruto tutto questo
la specie di memoria è codificata nel
forza di miliardi di finanze che
costituisce memoria e anche questo
alla fine danno vita alla coscienza
la sensazione di qualcosa che io in realtà
dà origine al pensiero e alla coscienza
i ricordi sono la corteccia cerebrale cerebrale
la corteccia è davvero un foglio è una pizza
è praticamente una pizza
ha uno spessore di due o tre millimetri
più o meno come il mio giubbotto qui per la
tre millimetri è di queste dimensioni che abbiamo
ne ho due ma sono altamente
piegato e questo è un computazionale
tessuto che l’ evoluzione ha inventato brutalmente
200 milioni di anni fa è comune a tutti
mammiferi e dà origine al nostro
identità che siamo i nostri sentimenti nostri
ricordo il nostro nostro senso di cellule e noi
all’Istituto Allen molti altri
gli scienziati stanno cercando di capire cosa
quello che è un universale dovesse vedere una sorta di
l’algoritmo qual è il
calcolo che viene eseguito all’interno di questo
fitta foresta di 100 miliardi di neuroni a
cento miliardi di alberi che danno origine
tutto questo quindi ora quello che stiamo andando
facciamo stiamo andando per ingrandire in questo ultimo
film Ti mostrerò che stiamo per ingrandire
in un solo pezzo ‘
o scheggia qui che è incredibile sottile
risulta per quelli che sai quale numero
ha uno spessore di 12 micrometri
che forse un decimo della larghezza di a
capelli umani così molto molto sottili ma siamo
andando a ingrandire in grande dettaglio
perché più guardiamo più
dettagli che vediamo lo mostro perché
l’unica cosa che quello che tu
di fronte è schiacciante
complessità ogni nuova generazione di
tecniche di misurazione dei microscopi
rivela sempre di più e di più
la complessità deve essere complessa perché
alla fine deve dare origine a questo
sottigliezza della mente umana, quindi cosa faremo
vedi qui è un pezzo di corteccia dal
cervello del mouse lui di nuovo è uno di quelli
neuroni proprio come quello che mostri
prima che ne vedrai un sacco
così stiamo andando a prendere una punta con fresco
musica che inizia qui e che va
lentamente qui e visualizzò ogni
iscriviti singolarmente quindi cosa intendi
vedi tre colori che vedrai intendo
vedrai nei dettagli che vedi
magenta ogni magenta puncta ogni punto
firmare app come ho detto in questo
pezzo là ci sarà una coppia
di miliardi di iscrizione dice che il verde è un
sottoinsieme di un particolare tipo di
neurone e la mia fine ed essere il colore blu
vedi che è tubulina , sono i suoi dendriti
e assoni di altri neuroni questo è
ancora un millimetro in modo che il
millimetro è la metà della dimensione della larghezza
di un chicco di riso va bene e ora
quindi il più zoppo
il mouse di laboratorio comune
la dimensione del cervello è approssimativamente uno zucchero
cubo ed è per questo che assumiamo così giusto
ricordati che il magenta è il
sinapsi è il verde è un insieme di
i neuroni sono chiamati layer
cinque per esperti e blues tubulin
quello mostra che mostra un cablaggio di assoni
e ora passeremo attraverso questa corteccia
una buona sera per cui potresti pensare dopo
vedere quel film che è senza speranza
che non potremmo mai capire nulla
su qualcosa di così complicato, quindi cosa?
quello che voglio fare è quello di dire che che nel
Infatti abbiamo imparato abbastanza non solo per
capire alcune cose fondamentali su
come funziona il cervello ma anche a
intervenire in modi in cui possiamo ripristinare
funzioni perso e voglio darvi
solo due esempi di questo genere di cose
che possiamo fare grazie al nostro
comprensione del cervello così il primo
uno è uno in cui siamo una tecnologia
abbiamo intenzione di permetterci ci permette
scrivere nel cervello per farlo davvero
qualcosa per trasformare il morso del cervello
intervenire nei circuiti cerebrali quindi lasciami
basta spiegare in modo così ogni giorno quando si
muoversi intorno al quale il tuo cervello sta lavorando
produrre movimenti e c’è molto
importante sostanza chimica nel cervello chiamata
dopamina che viene dal basso di
il cervello nel tronco cerebrale e si tratta
e fondamentalmente la dopamina è la bambola OHS
sul tuo cervello in molte aree che ordinano
del tuo cervello sta facendo il bagno e
dopamina in alcuni casi la dopamina
i neuroni degenerano sono morti infatti dentro
tutti noi perdiamo un po ‘quando invecchiamo
ma se questi neuroni muoiono i circuiti
non funziona correttamente e ottieni
qualcosa che James Parkinson ha descritto
nel 1817 come quelli che si scontrano paralisi e cosa
succede qui , puoi vedere questa signora
chi ha perso molte delle sue dopamine
neuroni lei ha la paralisi tremante voi
avere un tremore non puoi muovere la tua rigidità
e hai difficoltà ad iniziare
movimento è un grave debilitante
malattia ed è a causa della perdita di
dopamina che non possiamo rimettere la dopamina
nel cervello molto bene possiamo esserci
alcune pillole ma non funziona
eccezionalmente bene in tutti i casi ma che cosa
possiamo fare è possiamo mettere uno stimolante
elettrodo delle dimensioni di una piccola soda
paglia che ha la capacità di
stimolare elettricamente alla fine e noi
possiamo accendere questo stimolatore che possiamo
solleticare questi circuiti cerebrali e fare
agiscono come se avessero indietro la dopamina
ancora così funzionano di nuovo e come
conseguenza abbiamo una cosa davvero notevole
risultato quando accendiamo questa stimolazione
quindi ecco la stessa signora dopo il
la stimolazione elettrica è stata attivata
puoi vedere lo scuotimento del tremore
la rigidità è finita e questo è fantastico
risveglio di questi circuiti motori
non sono più tenuti schiavi di questo
rottura che c’è con la mancanza di
dopamina questo tipo di intervento in
circuiti cerebrali per riequilibrare o cosa noi
chiamare la neuromodulazione modulandoli
i circuiti cerebrali tornano alla normalità adesso
essere provato in un gran numero di altri
disturbi e fino alla portata della demenza
La malattia di Alzheimer immagina ora potremmo
riportare il circuito in controllo così
quello invece di avere un declino cognitivo
potresti permettere a una persona di conservare la propria
memoria per tutta la vita invece di perdere
come succede con l’Alzheimer
malattia
quindi il secondo disturbo che voglio dire
circa è la perdita della capacità di
spostare la paralisi e ci sono un grande
numero di modi che puoi diventare
paralizzato e ci sono fondamentalmente
taglia fuori un cervello che funziona dal
corpo quindi vediamo un po ‘cosa
succede quando ti muovi così fondamentalmente quando
stai pensando di pianificare per dire
prendi una penna e annota un telefono
numero o prendere alcune note qui il tuo
cervello molte aree del tuo cervello
collaborare insieme e lavorare per produrre
un piano e quel piano è trasformato in
azione e in gran parte impegna questo
area importante chiamata corteccia motoria
è una striscia che corre dalla cima di
la tua testa fino allo zigomo
un centimetro di larghezza o così e se lo sei
pensando di annotare una nota a
controlla il tuo braccio c’è una regione a
circa il terzo medio di questa zona
controlla il tuo braccio e questo invia un
fascio di fibre questi assoni è un
pacco compatto delle dimensioni di a
coperchio a matita che ha un milione di questi
fibre scorre attraverso il
tronco cerebrale e giù nel midollo spinale
ed è il percorso richiesto è il
percorso importante per inviare comandi da
il tuo cervello per spostarti verso i tuoi muscoli
quindi per esempio se dovessi avere un
lesione del midollo spinale che si interromperebbe
questo percorso ti paralizzeresti
non potrei muovere le braccia e le gambe se questo
è stato l’ intero percorso distrutto
pensa al trasloco, ma nulla lo farebbe
accadere
la chiamiamo tetraplegia e anche di più
danno devastante può accadere con
distruzione nel tronco cerebrale dove
interrompe ancora i percorsi ma
perché è più in alto nel cervello
non solo lo farà
a una persona tetraplegica non possono
parlare e a volte non possono muoversi a
tutto nelle peggiori condizioni lo chiamiamo
una sindrome bloccata che potevano solo
muovi gli occhi su e giù e quello è
quindi ti parlerò di due
la gente Kathy Hutchinson che aveva un
colpo di tronco cerebrale circa 15 anni prima
questa foto è stata scattata quando lei era
seduto sul suo divano
era completamente bloccata per un po ‘
e poi è stato in grado di muovere la sua faccia e
occhi e testa ma non in grado di parlare alcuno
più a lungo e incapace di muoversi e Matt
Nagel ha avuto una lesione del midollo spinale quando lui
era coinvolto nella lotta e nel coltello
gli è andato al collo e l’ha reciso
midollo spinale e così lui può parlare e lui
potrebbe muovere la testa ma non può muoversi
il suo corpo e quello che sto andando
parlarvi è il progetto che noi
chiama la porta del cervello ma è una specie di cervello
interfaccia del computer il nostro tentativo di prendere
i segnali dalla corteccia motoria li prendono
fuori dal corpo e consentire alle persone di correre
macchine e dispositivi di controllo gratuiti
loro fino a dare loro indipendenza e
controllo di nuovo e quello che facciamo è che abbiamo
creato questo array di elettrodi che è
impiantato nell’armatura del tuo motore
corteccia ora l’array di elettrodi è un piccolo
impianto di dimensioni ridotte per aspirina e ha un
molte di queste piccole sporgenze sporgono
questi sono elettrodi che sono in realtà
inserito nella corteccia per avvicinarsi
a questi neuroni che hai appena visto e
la ragione dobbiamo mettere questo nel
il cervello è il potenziale di azione il
picchi gli impulsi elettrici che arrivano
dai singoli neuroni va solo molto
breve distanza quindi per noi
ascoltate quegli impulsi che dobbiamo
mettere gli elettrodi molto vicini ma quelli
gli impulsi sono il messaggio di movimento così
quello che sto per fare è lasciarti ascoltare
in una registrazione in cui un tecnico
sta dicendo in questo caso che è Kathy
dicendole di immaginare l’apertura e
chiudendo la mano e sentirai il
picchi
cambiato il loro tasso di sparo in modo che possa arrivare
più in alto e più in basso e potresti sentirlo
c’è in realtà un codice che sono alti
significa che c’è la mano è aperta e
basso significa che la mano è chiusa in modo giusto
ascolta per un secondo tutto bene
aprendo la tua mano
rilassati chiudi il tuo a vederlo si spegne
rilassare la mano aperta
quindi questa è la base del dispositivo che
abbiamo creato non solo la registrazione da
una cella, ma prendendo il modello di molti
molti neuroni e cercando di mettere in relazione cosa
la persona sta pensando a cosa è
qualcosa nel mondo reale farà e
questa è la configurazione che abbiamo il
la persona ha questo array di elettrodi
impiantato nella loro corteccia motoria area del braccio
abbiamo ora in questo piuttosto grezzo
versione primitiva perché è solo un
Versione fase iniziale hanno un plug-in
la loro testa è collegata all’elettronica
da un cavo che amplifica quelli piccoli
piccoli segnali li portano attraverso a
computer e il computer fondamentalmente
conta e misura quei picchi e
cerca di capire bene che significa
o che significa aperto o che significa vicino
e quello che sto per fare è mostrarti
alcuni video che mostrano ciò che il
i pazienti sono stati in grado di fare, naturalmente
eravamo molto eccitati e abbiamo chiesto a Matt
sai fare un sacco di cose
qui disegnerà un cerchio e
poi ci dirà di cosa si tratta
piace essere in grado di controllare qualcosa così
sta controllando quel cursore con il suo
pensieri e questo è in realtà il
La prima arte al mondo credo fossero i neroli
cerchio disegnato oh oh uomo non posso metterlo
in parole è solo che ho usato il mio cervello mi
Pensavo solo che ho detto a Cursi di andare
in alto a destra ha detto e ora potrei
controllalo su tutto lo schermo che è
selvaggio in realtà questo lo sai che lo era
usando la sua coscienza per manipolare
i suoi neuroni ma in realtà no
Capisco davvero cosa stava succedendo
lì succede qualcosa quando pensi
ed è evidente quando tali cambiamenti cambiano
ma quello che sta veramente succedendo è il
mistero quindi non si era mosso nulla in a
molto tempo quindi siamo stati in grado di ottenere questo
mano protesica e in realtà non lo fa
qualsiasi cosa è solo una mano motorizzata
può aprire e chiudere così abbiamo fatto un cervello
comando in esso e gli ho detto ci dicono
cosa stai facendo e immagina l’apertura
e chiudendo quella mano e tu stai andando
sentire la sua reazione alla prima volta
ha spostato qualcosa in un paio di
anni perché ricorda che è completamente
paralizzato e ascolterai il suo a
forte reazione
quindi solo se ti sei perso davvero
è diventato una star facendo queste cose ora
ovviamente quelli non sono molto pratici
azioni e ciò che vogliamo veramente fare è
per consentire alle persone di fare cose che sono
significativo e per persone come Kathy che
non si può parlare di comunicazione è estremamente
importante quindi la mia collega Leigh Hochberg
e altri nel nostro gruppo ti hanno creato
sapere se puoi spostare un cursore che puoi
scegli le parole su uno schermo anziché
usando una tastiera che devi spostare
un cursore su tutto lo schermo che abbiamo fatto a
tastiera radiale con la previsione delle parole e
questo è in realtà Kathy che spiega a
frase così giusto per dimostrare che poteva
utilizzare l’interfaccia di ortografia per comunicare
messaggi ma ci piacerebbe davvero vedere
qualcosa di ancora più sofisticato da fare
cose che non puoi non può fare lei
non posso fare le cose con le sue braccia così qui
Kathy sta controllando un braccio robot e
stiamo facendo qualcosa di semplice, semplicemente
elevato queste piccole palle di schiuma e
le ho detto di allungare la mano e afferrarli e
per la nostra capacità di farne alcuni
senso del modo in cui il braccio è codificato
raggiungendo lo spazio lei era in grado di farlo
quindi quello che abbiamo fatto è che diciamo facciamo
qualcosa di pratico e significativo per
tu e così le abbiamo dato la sua mattinata
caffè e abbiamo detto okay Kathy per il
prima volta in 15 anni che si vuole
nutritevi il caffè del mattino e
non dover contare su un’altra persona per
venire a farlo ecco lei è con
il controllo del braccio robotico su di lei
proprio prendendo il suo primo drink di caffè noi
scoperto nel pomeriggio lei in realtà
a volte aveva Kahlua nel caffè come
beh, ovviamente lo usano solo in a
ricerca fissa finora ciò che vogliamo
fare è renderlo sempre disponibile e
in effetti ciò che vogliamo veramente fare e
davvero sforzarci di fare oltre la venuta
i decenni devono essere in grado di prendere una persona
chi non può muoversi e rianimare il proprio
muscoli per creare davvero un fisico
sistema nervoso in cui il loro biologico
uno è irreparabile , ecco un esempio
di ciò che intendiamo fare
l’idea qui è che c’è un
array impiantato genera segnali
si riduce a qualcosa di intelligente
impacchetta il tuo sulla tua cintura oh s — come a
cellulare che poi comunica a un
sistema nervoso elettrico e si attiva
uno stimolatore che poi stimola il
nervi e provoca i muscoli
attivare quindi è ciò che il tuo nervoso
il sistema normalmente lo fa ma è tutto fatto
con componenti fisici e il prossimo
uno dei prossimi passi importanti è quello di
creare qualcosa che sia fondamentalmente un
smartphone dentro la testa e il mio
il collega Arturo Rico ha creato questo
dispositivo che è qualcosa che lo farà
ci permettono di trasmettere tutti in modalità wireless
quei complessi segnali cerebrali all’esterno e
qui in ora è stato fatto un bel intervento senza sangue
in una cucina non meno c’è il
impiantare il trasmettitore si siede
sotto la pelle e trasmette tutto
quell’informazione fuori e questo non è in
gli umani ancora ma sarà nel prossimo
prossimi anni ma è stato testato in
animali e questo è fattibile ora ha
più sofisticato di quello che hai
nel tuo cellulare per essere in grado di
comunicare essere in grado di dirci cosa è
in corso e per ottenere tali informazioni per
l’esterno in modo tale sta venendo la
capacità di ricablare il sistema nervoso e
Ho chiesto a Kathy di inviarmi un messaggio
cosa significa cosa le piacerebbe
fai di nuovo e così mi ha mandato questo appunto
l’ha battuto a macchina, mi piacerebbe fare il giardinaggio
di nuovo mi manca davvero l’ inscatolamento di giardinaggio
e cucinare volevo anche essere in grado di farlo
tenere un libro con entrambe le mani o anche a
braccio del robot
Spero davvero che un giorno sarò in grado di farlo
usa la mia voce posso gestire la paralisi ma
la mancanza di comunicazione è tortura, grazie
così io direi grazie grazie a loro
questi brevi pazienti e grazie io
penso che concluderò con quello
tu
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