Press "Enter" to skip to content

Imaging Human Brain Activity in Motion | Klaus Gramann | TEDxTUBerlin


[Музыка]
ученый и Артур Лайл Уотсон
сказал, что если мозг настолько прост, что мы
мог это понять
мы были настолько просты, что не могли и
эта цитата хорошо описывает огромную
научный вызов, с которым мы сталкиваемся
пытаясь понять человеческий мозг и
как он функционирует так, как это относится к нашей
когнитивных способностей и, несмотря на
в последние десятилетия мы сделали огромные
прогресс в методах визуализации мозга
новое понимание того, как мозг
функции, как архитектура
мозг выложен и как это соотносится
к сложным когнитивным способностям, таким как
пространственное ориентирование памяти восприятия и
многие другие, я бы сказал, что мы
в принципе не имеют представления о том, как мозг
фактически работает в нашей естественной
окружающей среды, и это потому, что мозг
методы визуализации исследуют мозг человека
динамика участников, которые
растягивается на спине и сканер, который
сидят в темных экспериментальных комнатах
не разрешено вообще передвигаться
потому что датчики слишком тяжелые
следить за движениями участников, как в
МРТ или несколько тонн или потому, что
движение вызывает движение связанного
артефакты , искажающие слабый сигнал
которые возникают в мозге
поэтому я утверждаю, что если мы
действительно хотят понять человека
мозг и как естественно функционировать мы
должны покинуть стандартную лабораторию, созданную нами
должны идти и измерять деятельность мозга
и активно ведут себя так, как сейчас
мы записали миллионы бит
информация о деятельности мозга и
мы сравниваем это с одним битом поведения
нажмите кнопку в конце испытания
это похоже на фундаментальное
несоответствие и отражает ли это наши
мозг работает в нашей естественной среде I
есть серьезные сомнения
мозг развился, и это очень
Энергопотребляющий орган, и он развился
в основном, чтобы выжить, чтобы увеличить
вероятность выживания человека
видов недостаточно для развития
цветовое зрение , чтобы иметь возможность ощутить
уровня здоровья или эмоциональных состояний
другим людям нужно выбрать
соответствующий план действий, если
злобный апельсин с приматом
концепции недостаточно вспомнить
что красный плод имеет более высокий уровень сахара
чем зеленый плод, или что серьезно
странная пахнущая пища заставляет вас болеть, это
запомнить, где найти сахарный переулок
фрукты снова или подавить еду
это слишком старое восприятие для действий
и память не является ретроспективной, но
предполагалось, что он не эволюционировал до
вспоминая о прошлом, которое оно
лучше подготовиться к действиям в
будущее, поэтому позвольте мне привести два примера
почему поведение или действие настолько важны
для познания и почему это важно
за динамику мозга Я покажу тебе
видео из одной записи в ячейки
красный, поэтому в исследованиях на животных мы можем записать
клеточная активность у активно движущихся животных
и это показывает тесную взаимосвязь
поведение движения и динамика мозга
то, что вы увидите, — красный
бегая по повышенной дорожке и
то, что вы собираетесь услышать, — это стрельба
одиночных клеток глубоко в красном супер
кампус глубоко в мозгу этого животного
что огонь, когда крыса находится в
поэтому это место
ячейки называются ячейками места, так что здесь вы
может видеть красный, а теперь красный
перемещение и вы услышите стрельбу
клетки разных ячеек и определенные клетки
огонь, когда красный находится в определенном месте
другие ячейки будут гореть, когда красный
другое место с такими
информация в других ячейках, таких как богатые
клеток и чувствительных к заголовку клеток
грызун способен вычислить идеальный
метрическое представление нашей среды
мы можем сделать то же самое мы имеем
ячейки и те же типы клеток в нашей
мозг, так что дело здесь в том, что
активность этих клеток, очевидно,
под влиянием активного поведения
движение через космос второе
пример, который вы увидите
снова активность отдельных клеток
клеток в мозге плодовой мухи и
активность измерялась двумя
в разных условиях одним условием было
плодовая муха отдыхала, не двигаясь
все и второе условие — плод
муха была в воздухе, трюк здесь в том, что
плодовая муха приклеена к палке
на самом деле не двигается в космосе, он летает
но не двигается в обоих условиях
фруктовая муха воспринимает точные идентичные
визуальный ввод, и если вы посмотрите на определенные
области мозга, которую вы можете видеть
здесь с левой стороны деятельность
это мозг, верхняя часть этого
животное, и здесь вы видите активность
некоторые клетки в этом мозге в области
что не имеет прямого отношения к двигателю
выход, который не является областью, которая контролирует
но есть и другие вычислительные
вещи и в тот момент , животное
вы можете видеть, что деятельность
резко меняется в основном
что изменения в поведенческих
Состояние, даже если вы не трогаете вас
видеть то же самое, полностью привести к
изменить в мозге динамического государства больше
важно само движение будет
приводят к сенсорному выходу, который будет использоваться
для достижения датчиков цели действия в вашем
мышцы в вашей вестибулярной системе в
ваш в ухе, который обеспечивает основу
для баланса движения и ориентации
изменения в пространстве и то, как вы реагируете на
что с вашим телом и вертикальной позой
в основном предоставляет вам все
информацию, которую необходимо вычислить
пространственные отношения без визуальных
вход вы можете легко проверить. Извините
но в первом разговоре я должен спросить
вы, пожалуйста , серьезно подходите
оглянитесь вокруг, вы попытаетесь исправить это, как один
окна смотрят на одну определенную
объекты, которые вы видите в этой комнате и
Теперь передо мной снова , пожалуйста , и закрыть
глаза закрывают глаза, пока я не скажу
вы снова откроете их и теперь медленно
медленно поворачивайте на место
пока я не скажу стоп поворот поворот вокруг на
вы на месте поверните поворот
вокруг
корпус вращение поворот оборот поворот поворот поворот
больше и останавливаться и теперь без открытия
ваши глаза, пожалуйста, повернитесь назад к
объект, который вы только что зафиксировали, если
вы так открыли глаза, и вы
видеть, что вы должны быть более или менее
точно иметь возможность противостоять этому пространственному
место снова большое спасибо
поэтому в основном вы смогли обновить
положение в пространстве, которое вы не могли видеть
во время активного вращения вы изменили
позиции и ориентации в пространстве и
все-таки у вас была полная и находка
точное представление того, где
расположение объекта не было визуального ввода
это демонстрация того, насколько важно
наши телесные чувства предназначены для познания и
для других более высоких процессов тоже в
стандартное или установленное изображение головного мозга
мы не имеем средств для
исследовать движущихся участников как я
сказал, что сканеры слишком тяжелые или мы
боятся движения, связанного
искажения сигнала, так как мы
активно измеряйте активность
участники 10 лет назад я начал
работа с отваром из
Калифорнийский университет в Сан-Диего
и мы разработали новое мобильное тело мозга
мы называли это мобильным мозговым телом
изображений или короткометражных фильмов, то Ferriss
присоединился к нам из университета
Мичиган сейчас Флорида, чтобы провести серию
экспериментов, в которых мы исследовали
участники ходьбы и
работающие в среде взаимодействия
с окружающей их средой к лучшему
понять, как работает динамика мозга
Сомо с помощью изображения мозга
преодолевает ограничения установленных
методы визуализации мозга с использованием переносных
мобильные системы ЭЭГ 25 лет назад это
было бы невозможно, это не
32-канальная ЭЭГ-система, мобильная
полностью переносить данные по беспроводной сети
к вашему handi к любому виду мобильных
устройство, которое вы считаете Bluetooth или что-то еще
это протокол, это технология, которая
в последнее время, что позволяет нам
запись , например , электрическая активность
мозг, происходящий в мозге в
активное поведение участников
если вы хотите понять, как двигаться и
влияет на деятельность мозга, тогда мы должны
думать
славно , например , с движением , поэтому мы имеем
для синхронизации, например, с захватом движения в
Кроме того, мы можем синхронизировать другие данные
потоки , как головка установлена виртуальная
реальность периферической физиологии
вы хотите синхронизировать его
несколько лет , чтобы преодолеть технические
проблемы синхронизации беспроводной сети
потоки данных с мегабайтом с ограниченными
пропускной способности без задержек и
разные потоки данных, но теперь мы имеем
два круга в Сан-Диего и один здесь
в Берлине
это фантастика, это Берлинская стена
мозгом путем формирования изображения здесь
стол Берлин, посвященный
исследовательский центр еще два тела головного мозга
визуализации и что это
выглядите так, вот вы видите участника
в эксперименте, и она в основном делает
точно так же, что я только что спросил у вас
сделать ногу ориентации в то время как
и мы заинтересованы в
пытаясь увидеть, какие области мозга
представляют собой вид вестибулярного и
проприоцептивная информация, которая используется
переориентировать к определенному разделу
ориентации, и то, что вы можете видеть, — это
160-канальная крышка активно усиливается
ЭЭГ на шее и над шляпой
измерения электрической активности
мозг и мышцы шеи дополнительно
это синхронизировано с движением
вы можете увидеть красные светодиоды, которые
позволяют отслеживать ориентацию позиции
изменения участников торса головы
захват движения всего тела, и это
синхронизирован с виртуальной
реальности система здесь , которая позволяет нам
контролировать визуальные входы и как Маргарет
Уилсон красиво заявил, что он когнитивный
процессы имеют глубокие корни в
взаимодействие тела с миром Я
собираюсь показать вам пример
эксперимент, который четко продемонстрировал
что динамика мозга также глубоко
под влиянием активного поведения, и что
что изменяет познание еще одним словом к
данные, поскольку участники перемещаются
и они производят связанные с движением
артефакты, которые сильно загрязняют
представляющий интерес сигнал, поэтому нам необходимо использовать
основанные на данных аналитические подходы к
диссоциировать мозг для активности не головного мозга
как движение мышц шеи
или искусственных искусственных эффектов из-за
путь движения и электрод
движений, поэтому нам нужны расширенные
вычислительные методы для диссоциации всех
эти различные вклады в
данные уровня датчика, которые мы записываем, поэтому я
собираюсь показать вам эксперимент и здесь
мы в основном экспортировали очень
эксперимент, который мы знаем в психологии
в течение десятилетий, когда участники
для ответа на цель, которая появляется на
экран и сравнить два условия
здесь мы сравнили , что участники
одному условию пришлось просто нажать
когда вся движущаяся сфера изменилась
цвет для целевого цвета и в
второе условие мы попросили участников
активно указывать и перехватывать
траектории этой движущейся сферы, так что здесь
вы можете увидеть настройку, и вы можете увидеть
участник в основном демонстрирует мотивированные
действие не просто сидит перед
экрана и просто нажмите кнопку, но
это активное указывающее условие
здесь вы видите, что сфера
он меняет свой цвет, а затем
участникам предлагается ответить на
что, касаясь движущейся сферы так,
этот вид деятельности является естественным
деятельность, которую мы наблюдаем в нашей ежедневной
жизнь почти каждую минуту, если
вы хотели бы выпить немного воды, используя
стакан перед вами , что вы должны
Вы должны понять , прежде чем стекло
что вам нужно закодировать местоположение
стакан по отношению к вашему телу, который
местоположение этого объекта закодировано на основе
на исходную систему координат темы
что система координат , которая является
в центре внимания, но если вы
хотите понять это, вы должны
ретинотопическая система координат с
система координат вашей руки, потому что
вы хотите схватить это стекло , которое
подключен к вашей руке, которая центрирована
в вашем плече, обеспечивая еще один
система координат , которая должна быть выровнена
с визуальной системой координат
разрешить контролируемое движение, это тяжело
вычислений мы не замечаем, что вообще
это простая задача для нас, казалось бы, но
вычислительные требования, лежащие в основе
которые весьма велики, если вы сравните это
и сделать стекло движущимся, как в этом
эксперимент, объект перемещает
вычислительная нагрузка увеличивает теменную
кортикальная область в вашем мозгу где-то
вот одна из областей коры, которая
среди других функций обеспечивает основу
для интеграции различных
системы координат
он не участвует в выполнении двигателя
процессов, хотя это не моторная область
это мультимодальная область интеграции здесь
вы можете видеть активность разных
участников, локализованных в мозге и
три разных точки зрения, которые вы
может видеть здесь, и это является теменной
коре и нам было интересно, как это
область мозга вносит вклад в датчик
которые мы записываем и что вы
можно увидеть здесь , в этой картине на
левая сторона заблокирована
к началу изменения цвета в
в левой части
участникам просто пришлось нажать
и вы можете видеть, что цель
что появляется, и это ответ
релевантность ведет к значительной активности
в теменной коре в интервале времени
что мы ожидаем от традиционных
мозговых изображений, если вы посмотрите на
указывая состояние, но вы видите
важно значительно увеличить
хотя эта область не
участвующих в выполнении двигателя, чтобы это
показывает, что непрерывное вычисление и
выравнивание различной системы координат
в динамично меняющемся мире
просто вычислительно дороже
данные, которые мы видим в экспериментах Mobe
не сопоставимы с данными, которые мы
знать из установленных изображений головного мозга
потому что мы ограничиваем все эти
аспект естественного поведения естественных
взаимодействие со сложным и
динамически меняющаяся среда, мы
далеко не понимание того, как мозг
на самом деле функции, от которых мы идем
здесь с MOVI , если мы можем
понять, как активное поведение
влияет на познание и динамику мозга
и как мозг и AMEX во время активных
поведение изменило двигательные аспекты и
когнитивных процессов у нас будет
лучшее понимание одного важного аспекта
о том, как работает наш человеческий мозг и
функции, с которыми мы можем исследовать
влияние движения на восприятие, почему
и как наше восприятие
изменения среды при выполнении
некоторые программы двигателя , что является
отношение движения к пространственному
ориентировочные способности и основные
мозговая динамика или память в целом
если мы лучше знаем, как мозг контролирует
мы можем развиваться лучше
диагностические и терапевтические подходы к
лечить настроение или двигательное настроение или движение
расстройства, как, например, инсульт
реабилитация пациентов
открыть новую вселенную новых подходов
включая центральную нервную систему
деятельности по улучшению познания и
движение и самое важное для меня мы делаем
лучше понять, как
естественно встроенные функции мозга в
активный человек
взаимодействие с изменением анонимности
мир спасибо
[Аплодисменты]
Please follow and like us:

Be First to Comment

Добавить комментарий