ICE - 直接脳の録音

私の主な研究方法は、他の現在の技術では不可能なきめの細かいレベルでのヒトの脳機能を研究するためのまれな方法である頭蓋内電気生理学、またはICEです。

方法は、（我々は彼らの寛大さに心から彼らに感謝！）てんかんを治すために脳の手術を受けている患者に依存しています。 手順の通常の一環として、脳神経外科医は慎重に患者の脳に直接接触して電極を配置します。 患者が病院の時間を（挿入部位はすべて覆われており、包帯をされています）を過ごす間、これらの電極は、いくつかの日のための場所に残されます。

外科医は自然に発生する発作を待ってから、電極の電力は、ロックが解除されている：彼らは、発作の正確なソース地震計が地震の発生源を感知する方法を感じる。 発作は、脳の奥深くに不健康な組織の小片で起動することがあります。 外科医はその組織を識別し、それを削除した場合、患者のてんかんを治癒することができます。 識別はもちろん、完璧に正確でなければならない、彼らは正確に自分の仕事を導くために、電極を使用する必要があります。理由の一つである手術によって治療することができ発作の原因となる組織のすべてではない構成。

重要なのは、外科医が手術の対象にも周りのすべての健康なバンドの運用脳組織を識別してマッピングするための電極を使用しています。 彼らの言語やメモリ、または他の能力を損なうことを避けるために - これは、外科医はできるだけ健康な組織として、中断しながら（脳の中心部には通常深いです）てんかん組織を削除するには、軌道を設計することができます。

電極が正常な機能をマッピングし、倹約する、手術ターゲットの周囲に広く配置されているので、我々は言語のような認知機能を仮定した場合には、我々は、 健康な組織を右から直接録音することができます計算されます。 決定は唯一の医療上の理由のために作られている - 私たちはもちろん、電極を配置する外科医を言うことはありません。 代わりに、私たちは、それぞれの新しい患者に対する外科的計画を見て、彼らが研究に参加して喜んでである場合にのみ、それらのいくつかを尋ねる - すなわち、私たちは勉強する脳の部分に電極を持っている人。 また、ここで研究のために患者を選択するために、厳しいさらに一連の基準を使用します。例えば、彼らはしておく必要があり、左半球の言語（通常は右利き）、臨床的言語障害、最初と第一言語としての英語のない精神疾患、彼らの生活の中の発作の遅発性 - 言語学部は、主に開発した通常の後に、てんかんは遠く記録部位、およびテストの数時間以内に無発作から焦点。 これらの基準は大幅に我々が研究を行うことができます誰に患者の数を減らすことが、彼らはまた、データを解釈することができ、信頼できることを保証に役立ちます。 私は現在、十分な患者を対象に調査を行うために、5つの病院とのコラボレーション。

患者が研究を行うために私達に同意を与えた場合、我々は単に彼らが他に何が起こっていないときにラップトップコンピュータの画面を見て、病室での瞬間に我々の研究のタスクを実行し、それらを持っています。 （例えば、彼らは画面上の単語を見て、与えられた文の正しい文法形式でそれらを言わなければならないかもしれません。）患者は、しばしばこのような時間の多くの時間を持っています。 私たちは彼らのそれは人間の心と脳の我々の理解を助けるために行うことができますすべてのために、科学にその一部を寄付を大幅に感謝しています。 データを最大限に活用するために我々はできる限りのことを行うには - 私たちは責任のような希少な忠実度の高いデータにアクセスする権限を表示します。

患者ごとに、いくつかの研究者は、全体としての科学は、できるだけ多くの重要な情報を得ることができるように、多くのタスクを（実験）を実行するために協力しています。 私の共同研究の一部はてんかん自体を研究し、治療法や治療法を開発することを目指しています。 私は、言語システムの研究 - 脳は私たちが話すことを許可するように配線されている方法。 私たちはグループも国家を形成するために、人から人へ、世代から世代へと私たちの思考や感情の詳細を送信し、教え、学び、他人の心を知ることができるようにする - 言語は人間の条件の中心となります。

言語はそのようなビジョンやメモリなどの人間の心の元素の才能の多くを網羅し、他の学部よりも脳の大きな領域に描画し、また、人間の認知の中心となります。 言語の生物学を理解し、思考と言葉の間に変換するために脳細胞によって使用されるメカニズムは、私たちは脳が心を計算する方法を一般的に理解できるようにする必要があります - と何かがおかしくなったときにどのようにそれを修正する。

人間だけが言語を持っているので、重要なのは、言語は、動物で研究することはできません。 （例えば、オウムやクジラなど他の動物の通信システムは、我々のような複雑ではありませんが、私たちは無限に自分自身を表現することができます文法の中心的な才能を欠いていると、いずれにせよ、現在種を越えて変換する任意の手段を欠いている。）したがって、言語の生物学は人間だけで検討されると、ICEの方法は、言語の実際の生物学的メカニズムに前に近いこれまで以上に私たちをもたらすことができます。

ICE電極は非常に高い時間的·空間的分解能で、脳細胞や細胞群の電気化学的活性を記録します。 時間分解能は、（我々は毎秒20,000サンプルで多くのデータを記録する）を改善し続ける記録のコンピュータ（および我々が使用するディスクスペース）によって制限されています。と空間分解能は、電極のサイズによって制限されます。 マイクロスケールの電極は、単一の細胞から記録することができます。 ICEはまた、偉大な生理学的な解決を与える。 我々は、細胞の種類が（;と細胞が一緒に振動するときに検出することができます例えば、我々は、バーストまたは発火とサブスレッショルド·アクティビティの期間を区別することができます）どのような方法で活性化されている大脳皮質のどの部分に何かを判断できます。 これは、認知の生物学的な座席、特に言語を調査するとき私たちは詳細なメカニズムのレベルまでできることを意味します。

精神的能力の特定の障害を持つ特定の脳の損傷を関連付けられている医師は対照的に、人間の脳は、まず第一にどのように動作するかの私たちの現在の理解の多くは、脳損傷（脳卒中から、例えば、またはまた戦時負傷から）の患者から来ました。 これは、与えられた能力に重要な脳の大オーダーの領域を明らかにしたおおよその、長引く仕事でしたが、処理段階の一連の領域が入る可能性がある場合に、部分的に教員に関わるすべての地域、また、タイミングを明らかにすることができませんでした再生します。 最近では、認知の脳の基礎の理解の多くは、次のような非侵襲的イメージング法から来ているfMRIのとMEG 。 これらのメソッドは、勉強して、我々は内側（精神的）世界を理解する方法を変更する洞察力を得るために続けることができるもの認知の側面に分類飛躍を迎えた。 しかし、彼らは粗い時間や空間の解像度、またはその両方に苦しんでおり、大まかに神経生理学的イベントに結合されているので、生理的なプロセスの間で区別することはできません。 したがって、例えば、他のものを共有するために、するタイミングと場所に必要な処理の手順、また接続する脳細胞のセット、そのうちモデルが含まれて話すのモデルを組み立てるためにそれらを使用することはできません。情報を表示します。 それは単語の意味、単語の音、単語の構造担当の計算のエンティティ間のインスタンスのために、共有すべき情報が必要である - 我々は最後の言葉を口にするとき、これらは一緒にさせることができるようにします。

レコーディング·セッションが動作する方法はこれである：患者は私たちの作業のいずれか（またはいくつかの静止状態にあります）しますが、通常は自分の脳の信号を記録するコンピュータでは、そうすることを続行し、後で我々は、彼らが何であったかと、そのデータをペアにすることができます同時にやって。 我々は、脳内のサイトから直接ICEデータのチャネルに加えて、心拍や眼球運動などの施策の数百を取得します。

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