ICE - přímý mozek nahrávky

Mým hlavním výzkumnou metodou je intrakraniální elektrofyziologie, nebo ledu, což je vzácná metoda pro studium lidské mozkové funkce v jemnozrnný úrovni není možné s ostatními běžnými technikami.

Metoda se opírá o pacienty, kteří podstupují operace mozku, aby se léčit epilepsii (upřímně děkujeme za jejich velkorysost!). Jako normální součást procesu, neurochirurgové pečlivě umístit elektrody v přímém kontaktu s mozku pacientů. Tyto elektrody jsou ponechány na místě za několik dní, zatímco pacienti tráví čas v nemocnici (vložení stránky jsou kryté a ovázané).

Chirurgové čekat záchvaty nastat přirozeně, a pak síla elektrod se odemkne: cítí přesný zdroj záchvatů, jak seismografy smysl zdroje zemětřesení. Záchvaty se mohou začít v malém kousku tkáně nezdravé hluboko v mozku. Je-li lékaři zjistit, že tkáň a odstranit, může pacienta léčit epilepsii. Identifikace musí být dokonale přesné, samozřejmě, a ne všechny konfigurace záchvat způsobují tkáň může být léčena chirurgicky, což je jeden z důvodů, které musí používat elektrody přesně řídit jejich práci.

Důležité je, že chirurgové také použít elektrody identifikovat a zmapovat všechny zdravé funkční mozkové tkáni skupina kolem operační cíle. To umožňuje lékaři navrhnout trajektorii odstranit epileptický tkáně (což je obvykle hluboko ve středu mozku), zatímco naruší co nejméně zdravé tkáně je to možné - aby se předešlo zhoršení jejich jazyk nebo paměť nebo jiných fakultách.

Protože elektrody jsou umístěny v podstatě na celém chirurgické cíl zmapovat a náhradních normální funkce, můžeme nahrávat přímo ze zdravé tkáně přesně tam, kde předpokládáme, kognitivních funkcí, jako je jazyk jsou počítány. My samozřejmě nikdy říct lékaři, kam umístit elektrody - toto rozhodnutí je ze zdravotních důvodů. Místo toho se podíváme na operační plány pro každého nového pacienta, a jen se zeptejte některého z nich, pokud budou ochotni podílet se na výzkumu - zejména ti, kteří budou mít elektrody v některých částech mozku studujeme. Používáme také soubor přísných dalších kritérií pro výběr pacientů pro studium zde: například, že musí mít levé hemisféry jazyka (zpravidla pravák), žádný klinický jazykové nedostatky, bez psychiatrické poruchy, angličtina jako první a primární jazyk, pozdní nástup křečí v jejich životě - obvykle po jazykové Fakulta má velmi rozvinutý, epilepsie zaměření daleko od nahrávání stránek, a žádné křeče během několika hodin testování. Tato kritéria výrazně snížit počet pacientů, na nichž lze provádět náš výzkum, ale také pomohou zajistit, že data mohou být vykládána a dá věřit. I v současné době spolupracuje s pěti nemocnic, aby se do výzkumu dostatek pacientů.

Pokud se pacienti nám souhlas k provádění výzkumu, prostě se jim podívat na obrazovku notebooku a plní naše výzkumné úkoly během chvilky v nemocničním pokoji, když nemají nic jiného děje. (Například, oni by mohli vidět slova na obrazovce, a musím říci ve správném gramatickém tvaru na dané věty.) Pacienti mají často mnoho hodin doby. Velmi si vážíme jejich darovat něco z toho pro vědu, za všechno, co může udělat pomoci naše chápání lidské mysli a mozku. Máme-li zobrazit oprávnění pro přístup jako vzácný a vysoce-věrnost dat jako odpovědnost - to vše, co můžeme, aby co nejvíce z těchto údajů.

U každého pacienta, několik výzkumníků spolupracovat spustit mnoho úkolů (pokusů), tak, že věda jako celek může získat co nejvíce důležitých informací, jak je to možné. Někteří z mých spolupracovníků studie epilepsie sám, a jeho cílem je vyvinout léky a terapie. I studovat jazyk systému - jak je mozek kabelové, abychom mohli mluvit. Jazyk je pro lidské situace - což nám umožňuje učit a učit, znát názor druhých, vytvářet skupiny a dokonce i národy, a předávat informace o našich myšlenek a emocí, od člověka k člověku a z generace na generaci.

Jazyk je také centrální vůči lidské poznání, zahrnující mnoho ze základních schopností, které lidské mysli, jako jsou vize a paměť, a kreslení na větší území mozku, než jakékoli jiné fakulty. Pochopení biologie jazyka, měl by mechanismy, které mozkové buňky překládat mezi myšlenkami a slovy, které nám umožňují pochopit vůbec, jak mozek počítá mysli - a jak to napravit, když se něco pokazí.

Důležité je, že jazyk může být u zvířat, protože jen lidé jazyk. (Komunikační systémy jiných zvířat, například papoušci a velryby, nejsou tak složité jako je ta naše, chybí centrální talent na gramatiku, která nám umožňuje vyjadřovat se plynule, v každém případě v současné době chybí jakýkoli překlad všech druhů.) Proto, Biologie jazyka může být pouze na lidech, a ICE metoda přináší nám blíž než kdykoliv předtím na aktuální biologické mechanismy jazyka.

ICE Elektrody zaznamenávají aktivitu elektrochemické mozkových buněk a skupin buněk, s velmi vysokým časovým a prostorovým rozlišením. Časového rozlišení je omezeno pouze záznam počítače (a místa na disku chceme použít), které dále zlepší (zaznamenáváme množství dat na 20.000 vzorků za sekundu), a prostorové rozlišení je omezena pouze velikostí elektrody. Mikroúrovni elektrody mohou nahrávat z jednotlivých buněk. ICE také skýtá velké fyziologické rozlišení. Můžeme zjistit, jaké typy buněk, v jaké části mozkové kůry je aktivovat Jakým způsobem (např. můžeme rozlišit praskne nebo propouštění a období podprahovou činnost, a může zjistit, kdy buňky se pohybují společně). To znamená, že se můžeme dostat až na detailní mechanický stupeň při vyšetřování biologického místo poznávání, a to zejména jazyka.

Na rozdíl od většiny našich současných znalostí o tom, jak lidský mozek funguje v první řadě přišla od pacientů s poškozením mozku (mozková mrtvice, například, nebo také z válečného zranění): Lékaři spojené určité poškození mozku se specifickými poruchami v psychické schopnosti. To byl přibližný, zdlouhavé práci, která odhalila velké, aby oblastech mozku zásadní význam pro dané fakulty, ale nedokázal odhalit všechny regiony do jisté míry podílí na fakultě, ani čas na to, kdy v řadě fází zpracování region by mohl přijít do hrát. V poslední době, většina našich znalostí o mozku základě poznání pochází z neinvazivních zobrazovacích metod, jako fMRI a MEG . Tyto metody předzvěstí kategorický skok v poznání, jaké aspekty by mohly být studovány, a dále výnos postřehy, které změní způsob, jakým chápeme své vnitřní (duševní) světa. Nicméně, oni trpí hrubé rozlišení v čase a prostoru, nebo obojí a jsou volně vázané na neurofyziologické události, takže nelze rozlišit mezi fyziologické procesy. Proto není v současnosti možné používat k montáži, například model mluvení, který zahrnuje čas a místo zpracování potřebné kroky, ani model, který stanoví mozkových buněk, spojit se s ostatními, které z nich, když za účelem sdílení informace. Je nutné, aby informace, které mají být sdíleny, např. u výpočetní subjekty odpovědné za slova smyslu, slovo zvuk a struktura slov - tak, že tyto mohou být uvedeny dohromady, když jsme pronést závěrečné slovo.

Způsob, jakým nahrávání funguje, je toto: Když pacient Jedním z našich úkolů (nebo je v některých klidovém stavu) počítačů, které normálně nahrávat své mozkové signály v tom pokračovat, a později jsme schopni pár svá data s tím, co bylo dělal v té době. Dostáváme stovky kanálů ICE dat přímo z míst v mozku, a opatření, jako jsou srdeční tep a pohyby očí.

Již brzy, popis moje oblíbená část: Analýza dat!