ICE - 直接脳の記録

私の主な研究方法は、他の現在の技術では不可能なきめ細かいレベルでヒトの脳機能を研究するための稀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のため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と直接接触電極を配置。 患者は（挿入部位がすべてカバーされ、包帯を巻いている）病院で時間を過ごす間、これらの電極は、数日間そのまま残されます。

外科医は、発作が自然に発生するのを待ってから、電極の電力がアンロックされます：彼らは、発作の正確なソース地震計が地震の源を感知する方法を感じる。 発作は、脳の深部不健康な組織の小片で起動することがあります。 外科医がその組織を識別し、それを削除した場合、患者のてんかんは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、と発作の原因となる組織のすべての構成は、手術によって治療することができる、これは彼らが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る理由の一つです。

重要なのは、外科医はまた、外科的ターゲットの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ください。 彼らの言語やメモリや他の学部の低下を避けるために - これは、できるだけ少ない健康な組織として、中断しながら、外科医は、（脳の中心にある通常深さである）癲癇組織を除去するために軌道を設計することができます。

電極は通常の機能をマッピングし、倹約する、外科的ターゲットの周囲に広く配置されるため、我々は言語のような認知機能が計算されている仮説を立てるところ、我々は、 健康な組織の右側から直接録音することができます。 決定が唯一の医療上の理由のために作られている - 我々はもちろんの電極を配置するために外科医を知る由もない。 その代わり、我々は、それぞれの新たな患者のための外科手術の計画を見て、そし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、我々が研究する脳の部分に電極を持っている人々。 我々はまた、ここに研究のために患者を選択するために厳格なさらなる基準のセットを使用します：例えば、彼らは、左半球の言語（通常は右利き）、最初と第一言語としての英語臨床的言語障害、ない精神障害を、持っている必要があります、彼らの生活の中の発作の遅発性 - 通常の言語の教員が主に開発された後に、てんかんが遠く記録部位から集中しない、およびテストの数時間内には発作。 これらの基準は大幅に我々の研究を行うことができる人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するのに役立ちます。 私は現在、十分な患者の研究を行うために、5つの病院と協力。

患者は私たちの研究を行うために同意を与える場合、我々は単に彼らはラップトップコンピュータの画面を見て、彼らは他に何が起こってもない病室の瞬間に私たちの研究のタスクを実行している。 （例えば、彼らは画面上の単語を参照してください、そして与えられた文のための右の文法的な形でそれらを言わなければならないかもしれません。）患者はしばしばそのような時間の多くの時間を持っている。 我々は彼らのそれは人間の心と脳の理解を助けるためにできることすべてのために、科学することの一部を寄付を大幅に感謝。 我々は責任のような珍しいと忠実度の高いデータにアクセスする権限を表示する - データを最大限に活用するために我々はできるすべての操作を実行する。

患者ごとに、いくつかの研究者は、全体としての科学は可能な限り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。 私の協力者の一部は、てんかん自体を研究し、治療法や治療法の開発を目指しています。 私は、言語のシステムを研究 - 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。 言語は人間の条件の中心となるものです - 私たちはグループとさえ国家を形成するために、そして人から人へと世代から世代へと私たちの思考や感情の詳細を送信するために、教えと学び、他人の心を知ることができるようになります。

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才能の多くを包含し、他の教員よりも、脳の広い領土を活かし、また、人間の認知の中心です。 言語の生物学の理解、思考と言葉の間で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について、一般的に理解できるようにする必要がある - とどのように何か問題が発生したとき、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ことは、言語は、動物で検討することができます。 （このようなオウムやクジラなど、他の動物の通信システムは、、、我々のような複雑なものではない私たちは無限に自分自身を表現できる文法の中心的な才能を欠いている、そしてどのような場合には、現在種を越えて翻訳の任意の手段を欠いている。）ので、言語の生物学は人間だけで検討すること、および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しますができます。

ICEの電極は非常に高い時間と空間分解能で、脳細胞と細胞のグループの電気化学的活性を記録。 時間分解能は、（我々は毎秒20,000サンプルで大量のデータを記録する）の改善を継続記録のコンピュータ（と我々が使用するディスク容量）、によって制限され、空間分解能は、電極の大きさによって制限されます。 ミクロスケールの電極は、単一細胞から記録することができます。 ICEはまた、偉大な生理学的解決を与える。 我々は、皮質のどの部分の細胞の種類はどのような方法で有効化されているかを判断することができます（例えば我々は、バーストまたは発火やサブスレッショルドの活動の期間を区別することができます、そして細胞が一緒に振動するときに検出することができます）。 これは、認知の生物学的な座席、特に言語を調べるときに我々は詳細な機序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の​​ある特定の脳の損傷を関連付けられている医者：これとは対照的に、人間の脳は、まずどのように機能するかの私たちの現在の理解のほとんどは、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。 これにより、特定の教員に不可欠な脳の大オーダーの領域を明らかに近似、長引く仕事でしたが、処理段階の一連の領域が入って来る可能性がある場合にのように部分的に教員に関わる全ての地域、また時期を明らかにすることができませんでした遊ぶ。 最近では、多くの認知の脳の基礎の理解のよ ​​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、認知の側面を検討し、我々は内側の（精神的）世界を理解する方法を変更洞察を得るために続けることができるものではカテゴリカルな飛躍を迎えた。 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、生理的なプロセス間で区別することはできません。 したがってそれは、例えば、タイミングと必要な処理ステップの位置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が出来ません、また順番に共有するときに、脳細胞のセット、そのうちのモデルは、どの他のものと接続する情報。 我々は最終的な言葉を口する際、これらが結集できるように - それは、単語の意味、単語の音、および単語の構造を担当する計算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。

患者が私達のタスクのいずれかを（またはいくつか休止状態になっている）がある一方で、通常は自分の脳の信号を記録するコンピュータはそう続けて、後で我々は彼らが何であったかと、そのデータをペアリングすることができる：方法レコーディングセッションの作品はこれです。一度にやって。 我々は、ICEの直接脳内のサイトからのデータに加え、心拍数および眼球運動のような措置の何百ものチャネルを得る。

近日、私のお気に入りの部分の説明：データ分析！