2012年5月6日,星期日,

ICE - 直接腦錄音


我的主要研究方法是顱內電,冰,這是一個難得細粒度水平與其他現有技術不可能為研究人類大腦功能的方法。

該方法依賴於那些接受腦部手術以治愈癲癇(我們真誠地感謝他們的寬宏大量!)的患者。 作為正常程序一部分,神經外科醫生仔細地直接接觸病人的大腦電極。 這些電極都留在了一些日子的地方,而患者在醫院度過的時間(插入點都覆蓋和包紮)。

等待緝獲自然發生的外科醫生,然後上鎖電極的力量是:他們感受到的發作方式的地震儀感應源地震的確切來源。 癲癇發作可能會開始在一個不健康的組織,在大腦深處的一小塊。 如果醫生確定該組織,並刪除它,病人的癲癇是可以治愈的。 鑑定是無可挑剔的精確,當然,並不是所有的配置可以通過外科手術,這是原因之一,正是指導他們的工作,他們必須使用電極治療癲癇發作造成組織。

重要的是,外科醫生還可以使用電極識別和映射所有的健康帶周圍的手術目標的運作腦組織。 這使得外科醫生設計軌跡刪除癲癇組織(通常是在大腦的中心深),而盡可能少的健康組織的破壞 - 以避免損​​害自己的語言或記憶體或其他院系。

由於電極周圍放置手術的目標,映射和不遺餘力的正常功能廣泛,我們可以記錄直接從健康組織的權利,我們推測認知功能,如語言,計算。 我們當然不會告訴醫生在哪裡放置電極 - 醫療原因作出這一決定。 相反,我們期待在每一個新病人的手術計劃,只要求他們中的一些,如果他們願意參與研究 - 即,這些人將有部分我們學習的大腦中的電極。 我們還使用了一套嚴格的進一步的標準來選擇研究的患者在這裡:例如,他們必須有左半球語言(通常是右手),臨床上無語言障礙,沒有精神病,英語作為第一和小學語文,遲發性發作在他們的生活 - 通常在語言能力發展在很大程度上,遠離記錄點,和測試的幾個小時內沒有發作癲癇集中。 這些標準大大降低的患者,我們可以執行我們的研究,但他們也幫助確保數據可以解釋和可以信任的。 我現在與五家醫院合作,以足夠的病人做研究。

如果病人給我們做研究的同意,我們根本就看他們在筆記本電腦屏幕和執行在醫院病房的時刻,我們的研究任務時,他們有沒有別的打算。 (例如,他們可能會看到屏幕上的話,不得不說他們在一個給定的句子正確的語法形式。)患者往往有好幾個小時的時間。 我們非常感謝他們捐贈了一些科學的,它可以幫助我們理解人類的心靈和大腦,。 我們查看的權限來訪問這樣的珍稀和高保真的數據作為一種責任 - 盡我們所能得到的大部分數據。

為每一個病人,一些研究人員合作,以執行許多任務(實驗),因此,作為一個整體的科學可以盡可能的許多重要信息。 一些我的合作者的研究癲癇本身,旨在開發治療和療法。 我學習的語言系統 - 大腦如何連接到允許我們發言。 語言是人類生存條件 - 讓我們的教學和學習,了解別人的思想,形成團體,甚至國家,並轉交我們的思想和情感的細節,從人到人,代代相傳的核心。

語言是人類認知的核心,包括許多人的心靈元素的人才,如視力和記憶力,和較大的大腦比其他任何教師的領土上。 了解生物學的語言,腦細胞之間的思想和文字翻譯的機制應該讓我們一般的了解大腦是如何計算的頭腦 - 不順心的事時,如何解決它。

重要的是,語言不能在動物研究,因為只有人類有語言。 通信系統的其他動物,如鸚鵡和鯨魚,不是像我們一樣複雜的,缺乏中央語法的人才,使我們能夠表達自己的無限,在任何情況下,目前沒有任何翻譯的跨物種的手段。因此,生物學的語言,只能在人體進行研究,冰法,使我們更接近比以往任何時候實際語言的生物學機制。

ICE的電極記錄的腦細胞和細胞組的電化學活性,具有極高的時間和空間分辨率。 時間分辨率是有限的,只有通過記錄電腦(我們要使用的磁盤空間),繼續改善(我們記錄大量數據,在20000個樣本);和空間分辨率只由電極大小的限制。 微電極可以從單細胞記錄。 ICE也給予很大的生理決議。 我們可以決定在什麼樣的方式(例如,我們可以區分連發射擊和活動期間,亞閾值;可以檢測時,細胞振盪一起)激活種細胞在大腦皮層的一部分。 這意味著我們可以坐下來詳細的機械化水平調查時的生物認知席位,尤其是語言。

相比之下,我們目前了解人類大腦如何工作首先來自患者腦損傷(中風,例如,或也從戰時受傷):醫生與心理能力的具體障礙相關的特定的腦損傷。 這是近似的,長期的工作,發現一個給定的教師至關重要的大腦大階地區,但不能透露一系列處理階段時可能進入一個地區在教師部分所涉及的所有地區,也不定時玩。 最近一個時期,我們的大腦認知的基礎上的理解來自如非侵入性的成像方法的fMRIMEG 這些方法可以研究什麼樣的認知方面迎來了一個明確的飛躍,並繼續產生,改變了我們理解我們的內​​心世界(精神)的見解。 然而,他們遭受在時間或空間,或兩者的粗決議,鬆散耦合神經生理活動,所以不能區分生理過程。 因此,這是目前無法使用它們組裝,例如,一個說話的模型,其中包括處理步驟所需的時間和地點,也沒有與其他的模型腦細胞設置連接時,以分享信息。 信息共享,這是必要的,負責字義,字聲,字的結構計算實體之間的實例 - 這樣可以聚集在一起,當我們說出最後一句話。

記錄會話的工作方式是這樣的:雖然病人確實,我們的任務之一(或在一些靜止狀態)的計算機,通常記錄他們的大腦信號繼續這樣做,後來我們能夠與他們配對的數據在做的時候。 我們得到數百ICE直接從大腦內的網站數據的渠道,加上措施,如心率和眼球運動。

即將到來,我最喜歡的部分描述:數據分析!



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