Yelo - Direktang utak recordings

Ang aking pangunahing paraan ng pananaliksik ay Intra-ng cranial Electrophysiology, o yelo, na kung saan ay isang bihirang mga pamamaraan para sa pag-aaral ng tao na utak function sa isang pino ang haspe antas hindi posibleng sa iba pang mga kasalukuyang pamamaraan.

Ang paraan na ang nakasalalay sa mga pasyente na sumasailalim sa pagtitistis ng utak para sa gamutin ang himatay (sumasainyo naming pasalamatan ang mga ito para sa kanilang kagandahang-loob!). Bilang isang normal na bahagi ng pamamaraan, neurosurgeons mabuti ilagay electrodes direkta sa contact gamit ang mga 'talino ng mga pasyente. Ang mga electrodes na ito ay naiwan sa lugar para sa ilang mga araw habang ang mga pasyente na gumastos ng oras sa ospital (ang pagpapasok ng mga site ay ang lahat ng sakop at bandaged).

Ang mga surgeons maghintay para sa mga mga seizures upang maganap natural, at pagkatapos ay ang kapangyarihan ng electrodes ay unlock: pakiramdam nila ang eksaktong pinagmulan ng seizures ang mga paraan seismographs kahulugan ang pinagmulan ng isang lindol. Mga Seizures ay maaaring magsimula sa isang maliit na piraso ng nakapagkakasakit tissue malalim sa utak. Kung ang mga surgeons matukoy na tisyu, at alisin ito, himatay ng pasyente ay maaaring cured. Ang pagkakakilanlan ay impeccably tumpak, siyempre, at hindi lahat ng mga kumpigurasyon ng sumpong-nagiging sanhi ng tissue maaaring ginagamot sa pamamagitan ng pag-opera, na kung saan ay isang kadahilanan dapat nilang gamitin ang mga electrodes sa tiyak na gabayan ang kanilang mga trabaho.

Mahalaga, ang mga surgeons ring gamitin ang electrodes upang makilala at i-map ang lahat ng mga malusog band pagpapatakbo utak tissue sa paligid ng kirurhiko target. Ito ay nagbibigay-daan sa ang mga surgeons upang magdisenyo ng isang tilapon upang alisin ang epileptik tissue (na kung saan ay karaniwang malalim sa sentro ng utak) habang disrupting bilang maliit na malusog na tissue hangga't maaari upang maiwasan ang impairing kanilang wika o memory o iba pang mga faculties.

Dahil ang mga electrodes ay inilagay malawak paligid kirurhiko target, i-map at ilaan ang normal na function, maaari itinatala namin nang direkta mula sa malusog na tissue kanan kung saan namin hypothesize ang mga nagbibigay-malay function tulad ng wika ay nakalkula. Namin ng kurso ay hindi kailanman sabihin ang mga surgeons kung saan sa ilagay ang mga electrodes-desisyon na ginawa para sa mga medikal na dahilan lamang. Sa halip, kami tumingin sa kirurhiko plano para sa bawat bagong pasyente, at lamang na magtanong ang ilan sa mga ito kung sila ay maging handa upang lumahok sa pananaliksik - katulad, ang mga na ay mayroon ng mga electrodes sa bahagi ng utak na namin-aral. Ginagamit din namin ang isang hanay ng mahigpit sa karagdagang mga pamantayan upang piliin ang mga pasyente para sa pag-aaral dito: halimbawa, na dapat silang magkaroon ng kaliwa-hemisphere wika (karaniwang kanan-kamay), walang mga klinikal wika deficits, walang saykayatriko disorder, Ingles bilang una at pangunahing wika, huli sakay ng mga seizures loob ng kanilang mga buhay - karaniwang pagkatapos wika na guro ay binuo sa kalakhan, ang himatay tumutok malayo mula sa mga site ng record, at walang mga seizures sa loob ng ilang oras ng pagsubok. Ang mga pamantayan na ito ay husto bawasan ang bilang ng mga pasyente sa kanino maaari naming isagawa ang aming pananaliksik, ngunit din sila makatulong na tiyakin na ang data na maaaring interpreted at maaaring pinagkakatiwalaang. Ako kasalukuyang nakikipagtulungan sa limang ospital, upang gawin ang pananaliksik sa sapat na mga pasyente.

Kung ang mga pasyente na magbigay sa amin ng pahintulot na gawin ang pananaliksik, kami lamang na sila tumingin sa screen ng laptop na computer at isagawa ang aming mga gawain sa pananaliksik sa mga sandali sa kuwarto ng ospital kapag mayroon silang walang ibang pagpunta sa. (Halimbawa, maaari nilang makita ang mga salita sa screen, at sabihin ang mga ito sa kanang pambalarila form para sa isang naibigay na pangungusap.) Pasyente ay madalas magkaroon ng maraming oras ng naturang oras. Lubhang Pinahahalagahan namin ang kanilang pagbibigay ng donasyon ang ilan sa mga ito sa agham, para sa lahat ng na maaari itong gawin upang matulungan ang aming-unawa ng tao sa isip at utak. Namin tingnan ang mga pribilehiyo upang ma-access ang mga tulad bihira at mataas na katapatan na data bilang isang responsibilidad - upang gawin ang lahat ng aming makakaya upang makuha ang pinaka-out ng data.

Para sa bawat pasyente, ang ilang mga mananaliksik ay makipagtulungan upang magpatakbo ng maraming mga gawain (eksperimento), kaya na agham bilang isang buo ay maaaring makakuha ng bilang magkano ang mahalagang impormasyon hangga't maaari. Ang ilan sa aking mga collaborator himatay pag-aaral na mismo, at layunin na bumuo ng mga pagpapagaling at therapies. Pag-aralan ko ang sistema ng wika - kung paano ang utak ay wired upang payagan sa amin upang makipag-usap. Ang wika ay sa gitnang upang ang mga tao na kondisyon - nagpapahintulot sa amin upang magturo at matuto, upang malaman ang mga 'isipan ng iba, upang bumuo ng mga grupo at kahit na mga bansa, at upang magpadala ng mga detalye ng aming mga saloobin at damdamin mula sa tao at mula sa henerasyon sa henerasyon.

Wika ay din gitnang sa tao katalusan, encompassing marami ang simple talento ng isip ng tao, tulad ng paningin at memory, at pagguhit sa isang mas malaki na teritoryo ng utak kaysa sa anumang iba pang mga guro. Unawa sa biology ng wika, ang mga mekanismo na ginagamit ng mga cell sa utak upang isalin sa pagitan ng mga saloobin at mga salita, dapat payagan sa amin upang maunawaan sa pangkalahatan kung paano ang utak computes ang isip - at kung paano ayusin ito kapag ang isang bagay na napupunta mali.

Mahalaga, wika ay hindi maaaring-aral sa mga hayop, dahil lamang tao ay may wika. (Communication system ng iba pang mga hayop, tulad ng mga parrots at balyena, ay hindi bilang kumplikado bilang atin, kakulangan ng sentral na talento para sa balarila na nagbibigay-daan sa amin upang ipahayag ang ating sarili walang hanggan, at sa anumang kaso sa kasalukuyang kakulangan sa anumang paraan ng pagsalin sa kabuuan ng mga species.) Samakatuwid, ang biology ng wika ay maaari lamang mai-aral sa mga tao, at ang yelo paraan nagdudulot sa amin mas malapit kaysa kailanman bago sa aktwal na biological mekanismo ng wika.

Electrodes yelo-record ang electrochemical aktibidad ng mga cell sa utak at mga grupo ng mga cell, na may napakataas na sentido at spatial resolution. Ang pilipisan resolution ay limitado lamang sa pamamagitan ng mga computer record (at puwang sa disk na nais namin na gamitin), kung saan magpatuloy upang mapabuti ang (itinatala namin ang maraming data sa 20,000 na mga halimbawa sa bawat segundo); at ang spatial resolution ay limitado lamang sa pamamagitan ng ang laki ng elektrod. Micro-scale electrodes record mula sa iisang cell. Yelo din affords dakilang physiological resolution. Maaari naming matukoy kung ano ang mga uri ng mga cell sa kung ano ang bahagi ng cortex ay buhayin sa kung ano ang mga paraan (halimbawa, maaari naming pagkakaiba sa pagitan ng mga bursts o pagpapaputok at tagal ng sub-threshold aktibidad; at maaaring makita kapag umugoy ng mga cell-sama). Ito ay nangangahulugan na maaari naming makakuha ng pababa sa detalyadong antas ng mekanika kapag sinisiyasat ang biological upuan ng katalusan, lalo na wika.

Sa kaibahan, ang karamihan ng aming kasalukuyang-unawa sa kung paano ang tao na utak ay gumagana unang ng lahat ng dumating mula sa mga pasyente na may pinsala sa utak (mula sa atake serebral, halimbawa, o din mula sa panahon ng digmaan pinsala): doktor kaugnay tiyak na utak pinsala sa mga tiyak na impairments sa kaisipan kakayahan. Ito ay tinatayang, pinahaba trabaho na ipinahayag ng mga malalaking-sunod na mga rehiyon ng utak na mahalaga sa isang ibinigay na guro, ngunit hindi maaaring ihayag ang lahat ng mga rehiyon na bahagyang kasangkot sa guro, ni ang tiyempo sa kapag sa isang serye ng mga yugto ng pagproseso ng ang rehiyon isang ay maaaring dumating sa maglaro. Sa kamakailang ulit, magkano sa aming unawa ng utak batayan ng katalusan ay dumating mula sa mga di-nagsasalakay imaging pamamaraan tulad ng fMRI at Meg . Ang mga pamamaraan na ito ushered sa isang tiyak na tumalon sa kung ano ang mga aspeto ng katalusan ay maaaring aral, at patuloy na nagbubunga ng mga pananaw na baguhin ang paraan na naiintindihan namin ang aming panloob (kaisipan) mundo. Gayunpaman, sila ay magdusa mula sa magaspang na resolution sa oras o espasyo o pareho, at maluwag kaisa sa neurophysiological kaganapan kaya hindi makilala sa mga physiological proseso. Samakatuwid ito ay kasalukuyang hindi posibleng gamitin ang mga ito upang magtipon, halimbawa, ang isang modelo ng pagsasalita na kasama ang tiyempo at lokasyon ng mga hakbang sa pagproseso kinakailangan, o ng isang modelo ng kung saan nagtatakda ng mga cell utak kumonekta sa kung saan ang iba pang mga kapag, upang ibahagi impormasyon. Ito ay kinakailangan para sa impormasyon na ibabahagi, halimbawa sa mga computational na entity sa singil ng kahulugan ng salita, tunog ng salita, at istraktura ng salita - upang ang mga ito ay maaaring nagdala ng sama-sama kapag magwika namin ang ang huling salita.

Ang paraan na gumagana ng isang recording session ay ito: Habang pasyente ang isa sa aming mga gawain (o sa ilang mga resting estado) ng mga computer na normal na itala ang kanilang mga utak signal magpatuloy paggawa nito, at mamaya namin na ipares ang kanilang mga data sa kung ano ang sila ay paggawa sa sa oras. Makakakuha tayo ng daan-daang mga channel ng data ng yelo direkta mula sa site sa loob ng utak, kasama ang mga hakbang tulad ng rate ng puso at mga mata paggalaw.

Malapit na, ang isang paglalarawan ng aking mga paboritong bahagi: Data analysis!