ICE - הקלטות המוח ישיר
שיטת המחקר העיקרית שלי היא תוך גולגולתי Electrophysiology, או קרח, שהיא שיטה נדירה לחקר תפקוד המוח האנושי ברמה מדויקת לא ניתן בטכניקות שוטפות אחרות.
השיטה מסתמכת על חולים אשר עוברים ניתוח מוח כדי לרפא אפילפסיה (ואנו מודים להם מכל הלב על גדלות הנפש שלהם). במסגרת הרגילה של ההליך, נוירוכירורגים בזהירות להניח אלקטרודות ישירות במגע עם המוח של החולים. אלקטרודות אלו נשארים במקום במשך כמה ימים בזמן החולים לבלות בבית החולים (אתרי הכניסה מכוסים כל חבש).
המנתחים לחכות התקפים להתרחש באופן טבעי, ואז הכוח של האלקטרודות אינו נעול: הם חשים את המקור המדויק של ההתקפים seismographs דרך לחוש את מקור הרעש. ההתקפים עשויים להתחיל חתיכה קטנה של רקמה בריאה עמוק במוח. אם מנתחים את לזהות את הרקמה, ולהסיר אותו, אפילפסיה של המטופל ניתן לרפא. הזיהוי חייב להיות מדויק להפליא, כמובן, לא כל תצורות של רקמות גרימת התקף יכול להיות מטופלים על ידי ניתוח, שהיא אחת הסיבות שהם חייבים להשתמש אלקטרודות דווקא להנחות את עבודתם.
חשוב לציין, מנתחים גם להשתמש באלקטרודות כדי לזהות ולמפות את כל הלהקה בריא מבצעית רקמות המוח סביב היעד כירורגית. זה מאפשר המנתחים לתכנן מסלול להסיר את הרקמה אפילפטי (שהוא בדרך כלל עמוק במרכז המוח) תוך שיבוש כמו רקמה בריאה מעט ככל האפשר - כדי למנוע פגיעה בשפתם או זיכרון או פקולטות אחרות.
בגלל האלקטרודות ממוקמות רחב סביב היעד כירורגית, כדי למפות ולחסוך את הפונקציות הרגילות, אנו יכולים להקליט ישירות מימין רקמה בריאה שבו אנו משערים תפקודים קוגניטיביים כמו שפה מחושבים. אנחנו כמובן לא אומר המנתחים היכן למקם את האלקטרודות - כי החלטה מסיבות רפואיות בלבד. במקום זאת, אנו מביטים על תוכניות כירורגית לכל מטופל חדש, ורק שואל כמה מהם אם הם יהיו מוכנים להשתתף במחקר - כלומר, מי יהיו אלקטרודות באזורים של המוח אנחנו לומדים. בנוסף, אנו משתמשים סדרה של קריטריונים מחמירים נוספים כדי לבחור מטופלים למחקר כאן: למשל, שהם חייבים להיות שמאל האונה שפה (בדרך כלל ימני), ללא גירעונות השפה קליניים, אין הפרעות פסיכיאטריות, אנגלית כשפה ראשונה יסודי, התחלה מאוחרת של התקפים בתוך החיים שלהם - בדרך כלל לאחר סגל השפה התפתחה במידה רבה, אפילפסיה להתמקד הרחק אתרים הקלטה, ללא התקפים בתוך כמה שעות של בדיקות. קריטריונים אלה להפחית באופן דרסטי את מספר המטופלים על מי אנחנו יכולים לבצע את המחקר שלנו, אבל הם גם מסייעים להבטיח את הנתונים ניתן לפרש וניתן לסמוך עליו. אני כרגע פעולה עם חמישה בתי חולים, על מנת לעשות מחקר על מטופלים מספיק.
אם החולים לתת לנו אישור לעשות מחקר, אנחנו פשוט יש להם להסתכל על מסך המחשב הנייד ולבצע משימות המחקר שלנו ברגעים בחדר החולים כאשר יש להם שום דבר אחר לא קורה. (למשל, הם עלולים לראות את המילים על המסך, ויש לי לומר להם בצורה הדקדוקית המתאימה משפט נתון.) מטופלים לעיתים קרובות יש שעות רבות של אותו זמן. אנו מעריכים מאוד שלהם לתרום חלק ממנו למדע, על כל מה שהוא יכול לעשות כדי לסייע להבנת הנפש והמוח האנושיים. אנו רואים זכות גישה לנתונים נדירים באיכות גבוהה כגון אחריות - לעשות כל שביכולתנו על מנת להפיק את המרב של הנתונים.
לכל חולה, החוקרים מספר פעולה כדי להפעיל משימות רבות (ניסויים), כך המדע בכללותו יכול להשיג מידע חשוב עד כמה שניתן. חלק אפילפסיה שלי משתפי פעולה במחקר עצמו, במטרה לפתח תרופות וטיפולים. אני לומד את המערכת לשפה - כיצד המוח מחווט לאפשר לנו לדבר. שפה היא מרכזית מצבו של האדם - מה שמאפשר לנו ללמד וללמוד, לדעת מוחות של אחרים, כדי ליצור קבוצות ואפילו מדינות, וכדי להעביר את הפרטים של המחשבות והרגשות שלנו מאדם לאדם וגם מדור לדור.
שפה היא גם מרכזי ההכרה האנושית, המקיף רבים של כישרונות היסודות של המוח האנושי, כמו ראייה וזיכרון, ציור על שטח גדול יותר של המוח מאשר סגל אחר. הבנת הביולוגיה של השפה, המנגנונים המשמשים לתאי המוח לתרגם בין מחשבות ומילים, צריך לאפשר לנו להבין באופן כללי כיצד המוח מחשב את נפשי - ואיך לתקן את זה כשמשהו משתבש.
חשוב לציין, שפה לא ניתן ללמוד על בעלי החיים, כי רק לבני האדם יש שפה. (מערכות תקשורת של בעלי חיים אחרים, כגון תוכים ולווייתנים, לא מורכבת כמו שלנו, חסר כישרון מרכזי הדקדוק המאפשרת לנו לבטא את עצמנו עד אין קץ, ובכל מקרה כרגע אין כל דרך לתרגם את פני מינים.) לכן, הביולוגיה של השפה ניתן ללמוד בבני אדם, ושיטת ICE מביא אותנו קרוב יותר מאי פעם המנגנונים הביולוגיים בפועל של השפה.
אלקטרודות קרח לתעד את הפעילות של תאים אלקטרוכימיים במוח וקבוצות של תאים, עם רזולוציה של זמן ומרחב גבוהה ביותר. ההחלטה הזמני מוגבל רק על ידי המחשבים הקלטה (ושטח דיסק אנו רוצים להשתמש), אשר ממשיכים לשפר (אנו רושמים נתונים רבים על 20,000 דגימות לשנייה) ו רזולוציה מרחבית מוגבל רק על ידי גודל של האלקטרודה. מיקרו בקנה מידה אלקטרודות יכול להקליט מ תאים בודדים. ICE גם מאפשר רזולוציה פיזיולוגית רבה. אנחנו יכולים לקבוע אילו סוגים של תאים מה החלק של קליפת המוח הם להפעיל באילו דרכים (למשל נוכל להבחין בין צרורות ירי, או תקופות של פעילות הסף משנה, והוא יכול לזהות כאשר התאים נעים יחד). משמעות הדבר היא כי אנו יכולים לרדת לרמה מכניסטית מפורט כאשר חוקרים את הבטיחות הביולוגית של הכרה, בעיקר בשפה.
לעומת זאת, רוב ההבנה הנוכחית שלנו של כיצד המוח האנושי עובד קודם כל הגיעו חולים עם נזק מוחי (משבץ מוחי, למשל, או גם מפציעות מלחמה): רופאים הקשורים נזק מוחי מסוים עם מגבלות מסוימות יכולות נפשיות. זו היתה עבודה משוער, ממושך שחשף גדול מסדר אזורים במוח חיוני סגל נתון, אבל לא יכול היה לחשוף את כל האזורים שהיו מעורבים באופן חלקי בפקולטה, ולא עיתוי באשר למועד בסדרה של שלבי עיבוד האזור עלול להיכנס לשחק. בתקופה האחרונה, הרבה להבנתנו את בסיס המוח של ההכרה בא מן פולשנית שיטות הדמיה כגון fMRI ו - מג . שיטות אלה הוביל זינוק משמעית במה ההיבטים של ההכרה שניתן לחקור, וממשיכים להניב תובנות המשנים את הדרך בה אנו מבינים (נפשית) העולם הפנימי שלנו. 
עם זאת, הם סובלים ברזולוציה גס בזמן או במרחב, או שניהם, הם מצמידים רופף לאירועים נוירופיזיולוגיים כך אינו יכול להבחין בין תהליכים פיזיולוגיים. לכן, לא ניתן היום להשתמש בהם כדי להרכיב, למשל, מודל של דיבור הכוללת את העיתוי והמיקום של מדרגות עיבוד הנדרשים, וגם מודל של הקובע של תאים במוח להתחבר עם אילו אחרים, כאשר, על מנת לשתף מידע. יש צורך לקבל מידע כדי להיות משותף, למשל בין גופים חישוביות הממונים על משמעות המילה, צליל המילה, ומבנה המילה - כך אלה יכולים להביא יחד כשאנחנו להשמיע את המילה האחרונה.
באופן הקלטה עובד הוא זה: בעוד המטופל עושה אחת המשימות שלנו (או נמצא במצב קצת מנוחה) את המחשבים, כי בדרך כלל להקליט אותות המוח שלהם להמשיך לעשות זאת, ולאחר מכן אנו יכולים להתאים את הנתונים שלהם עם מה שהם היו עושה באותו זמן. אנחנו מקבלים מאות ערוצים של נתונים קרח ישירות מאתרים בתוך המוח, בתוספת אמצעים כמו קצב הלב ואת תנועות עיניים.
בקרוב, תיאור של החלק האהוב עלי: ניתוח נתונים!
