Prawda

Niedziela, 13 czerwca 2021 - 10:48

« Poprzedni Następny »


Stymulowanie kory wzrokowej


Steven Novella 2020-05-23


U dorosłych, którzy kiedyś widzieli, ale stracili wzrok z powodu choroby oczu lub uszkodzenia nerwu ocznego, kora wzrokowa jest nietknięta. Jest pozbawiona dopływu danych, ale teoretycznie zdolna do normalnego funkcjonowania i tworzenia obrazów. Najwyższym technologicznym wyrazem tego potencjału byłoby coś jak wizjer Geordiego La Forge’a – urządzenie, które potrafi widzieć nawet w częstotliwościach i cząstkach, których normalnie ludzie nie widzą, i przekazywać informację do kory wzrokowej. Oczywiście, jesteśmy bardzo daleko od takiej technologii, ale postawiliśmy pierwsze, niemowlęce kroki w tym kierunku, włącznie z niedawnym badaniem, które czyni jeden maleńki dodatkowy krok (więcej o tym za chwilę).

Wczesne badania tego podejścia dotyczyły zwierząt i po prostu próbowano ustalić, czy małpy mogły „widzieć” stymulację. Po prostych zachowaniach, takich jak poruszanie oczyma, oceniano, czy stymulacja miała jakiś skutek. Część badań pochodzi także z prób mapowania kory wzrokowej, niekoniecznie zaś z prób umożliwienia widzenia niewidomym. To badanie jest zachęcające, ponieważ pokazuje, że pierwszorzędowa kora wzrokowa zorganizowana jest w sposób odzwierciedlający widziany obraz (tak zwane mapowanie siatkówkowe). Krótko mówiąc, neurony są jak bitmapa obrazu. Jeśli więc stymulujesz  koło neuronów w pierwszorzędowej korze wzrokowej, badani będą widzieli koło.


Oczywiście, wzrok jest czymś więcej niż pierwszorzędowa kora wzrokowa. Wiele przetwarzania zachodzi w nerwach i szlakach przenoszących informację do kory. Po utworzeniu podstawowego wizerunku jest on wysyłany do wyższych obszarów kory wzrokowej do dalszego przetwarzania, a więc dwuwymiarowy obraz otrzymuje kształt, zacienienie, ruch, odległość, trójwymiarowość i ostatecznie, znaczenie. Miejmy nadzieję jednak, że nie będziemy musieli martwić się o wszystkie te wyższe poziomy przetwarzania, ponieważ kiedy obraz zostanie zaprezentowany pierwszorzędowej korze wzrokowej, reszta powinna odbyć się sama.


Jak dotąd badacze próbowali stymulować korę wzrokową przy pomocy zestawu elektrod albo na czaszce, albo wszczepionych na powierzchni mózgu. Badani z elektrodami na powierzchni mózgu często i tak mieli umieszczane tam elektrody jako część ich terapii przeciwko padaczce. Właściwie pierwszy raz zostało to zrobione w 1968 roku przez dra Gilesa Brindley’a. Potem dr William Dobelle, zainspirowany tym wstępnym badaniem, przeprowadził obszerne badania stymulowania kory wzrokowej w latach 1970., żeby zobaczyć, czy można przywrócić niewidomym pewien zakres widzenia. W rzeczywistości więc te badania trwają już od ponad pół wieku. Entuzjaści, którzy słyszeli o tym badaniu w latach 1970., byliby prawdopodobnie rozczarowani, że dokonano tak niewielkiego postępu przez 50 lat – nadal mozolimy się, by badani mogli zobaczyć podstawowe kształty przez stymulowanie ich kory wzrokowej.

 

Co poszło źle? Dlaczego postęp był tak powolny? Sądzę, że podstawową przyczyną jest technologia. We wszystkich tych badaniach używa się zestawu elektrod. Tymczasem ocenia się, że istnieje 140 milionów neuronów w pierwszorzędowej korze wzrokowej (V1). Tym, co się dzieje, jest to, że badani widzą niewyraźne plamy, nie zaś litery lub kształty, które są stymulowane. Są pewne, ograniczone sukcesy, ale niewiele się osiągnie bez użytecznej technologii. Najwyższym celem w stylu “Geordi La Forge” byłoby indywidualne stymulowanie tych 140 milionów neuronów. Pytanie jednak brzmi – gdzie leży próg użytecznego wzroku? Czy potrzebujemy setek elektrod, tysięcy dziesiątków tysięcy? I co stanowi użyteczny wzrok?

 

To doprowadza nas do obecnego badania, które nie zajmuje się leżącym u podstaw problemem, ale dostarcza użytecznego “kopa”, który może doprowadzić do praktycznego zastosowania. Badacze informują, że zamiast stymulować nieruchomy kształt, użyli dynamicznej stymulacji. (Na marginesie, chociaż badanie opublikowano teraz, znalazłem raporty z tego samego badania sprzed dwóch lat.) Zamiast po prostu stymulowania elektrodami kształtu „Z”, stymulowali elektrody jedna po drugiej, tworząc kształt „Z”. Informują, że ich sześciu badanych było w stanie lepiej identyfikować wyobrażone w ten sposób litery niż przez statyczną stymulację. Dynamiczna stymulacja może więc szybciej doprowadzić nas do punktu, w którym badanych można sztucznie stymulować, by widzieli kształty, litery, cyfry. Pozostaje zobaczyć, czy tak będzie w praktyce.


Ten wynik spowodował, że zacząłem zastanawiać się, czy nie można tego wykorzystać w bardziej finezyjny sposób. Na przykład, jeśli masz obraz bardziej złożonego obiektu, takiego jak koń, czy dynamiczne stymulowanie pikseli pomogłoby w jakiś sposób w stworzeniu obrazu konia?  Być może problem plam wynika z tego, że napięciowo stymulowane neurony po prostu wyczerpują się? Gdyby piksele zamiast tego migotały lub poruszały się w jakiś sposób, obraz mógłby być wyraźniejszy w korze. Jeśli to zadziała, to odkrycie może być kolejnym małym kawałkiem do pełnej technologii, niezbędnej do sztucznego wytworzenia użytecznych obrazów w korze niewidomych. 


Tutaj jest jeszcze trochę spekulacji – wiemy, że nasze oczy nieustannie poruszają się. Głównym znanym powodem jest niedopuszczenie do wypalenia siatkówki, co znaczy, że jeśli te same neurony siatkówkowe są stymulowane przez pewien czas, zużywają wszystkie neuroprzekaźniki i mogą przestać działać. Nasze oczy poruszają się więc, żeby neurony w siatkówce miały szansę na resetowanie. Można to przetestować przez wpatrywanie się w jeden punkt nie odrywając wzroku – po pewnym czasie obraz blaknie. Być może jednak kora wzrokowa także potrzebuje tego nieustannego ruchu. Co najmniej wyewoluowała adaptowana do tego nieustannego ruchu. Dynamiczna stymulacja może więc być normą dla kory wzrokowej.


Jeszcze jeden niemowlęcy kroczek, ale miejmy nadzieję, że idziemy we właściwym kierunku.  


Muszę powiedzieć jednak, że sądzę, iż dokonamy prawdziwego postępu, kiedy technologia znacząco polepszy się – o kilka rzędów wielkości. Robimy postępy także w tej dziedzinie, Niedawno pisałem o używaniu mikrokabli do elektrod mózgowych. W tym kierunku musimy iść, w kierunku technologii dającej tysiące połączeń elektrod z komórkami mózgu – albo jeszcze więcej. Potrzebne nam są także elektrody o stabilnych połączeniach przez długi czas.


To badanie jest dobrym przykładem tego, jak idea może stanąć w miejscu po prostu dlatego, że technologia jeszcze nie jest gotowa. Pięćdziesiąt lat z niewielkim praktycznym postępem działa otrzeźwiająco. Wzmacnia tezę, że przewidywanie przyszłej technologii jest naprawdę trudne, szczególnie jeśli chodzi o pokonywanie przeszkód. Sztuczne widzenie może dołączyć do jet pack i latających samochodów jako technologii, o których marzono od dziesięcioleci, ale których nie ma w praktyce z powodu technologicznych ograniczeń.

 

Stimulating the Visual Cortex

NeuroLogica Blog, 15 maja 2020

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Steven Novella 

Neurolog, wykładowca na Yale University School of Medicine. Przewodniczący i współzałożyciel New England Skeptical Society. Twórca popularnych (cotygodniowych) podkastów o nauce The Skeptics’ Guide to the Universe. Jest również dyrektorem Science-Based Medicine będącej częścią James Randi Educational Foundation (JREF), członek Committee for Skeptical Inquiry (CSI) oraz członek założyciel Institute for Science in Medicine. Prowadzi blog Neurologica.

Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1214 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Szczęśliwi pracoholicy   Witkowski   2021-06-03
Propaganda w wykonaniu nauczycieli akademickich   Chesler   2021-06-02
Ewolucja wielokomórkowości   Novella   2021-05-07
Polityczna polaryzacja jest przesadzona   Novella   2021-05-04
Wrotki były kiedyś sztandarową grupą istot bez seksu, a teraz sądzi się, że ukradkiem odstawiają szybkie numerki   Coyne   2021-04-22
Błędna historia antykolonializmu   Tupy   2021-04-21
Mayflower wyrusza w podróż raz jeszcze   Koraszewski   2021-04-19
Genetyczny przełącznik CRISPR   Novella   2021-04-16
Wielkie zdarzenie oksydacyjne   Novela   2021-04-09
Kiedy panika klimatyczna zlewa się z kulturą anulowania   Lomborg   2021-04-06
Czy wykształceni ludzie są bardziej antysemiccy?   Albert Cheng i Ian Kingsbury   2021-04-05
Nieoczekiwana historia i cudowny sukces szczepionek   Ridley   2021-03-31
Innowacja jest geograficznie zlokalizowanym i chwilowym zjawiskiem   Ridley   2021-03-29
Czy gąbki są najbliższymi krewnymi pozostałych zwierząt?   Coyne   2021-03-26
Kilka lekcji z rosyjskiej rewolucji. Jak kuszący radykalny nihilizm prowadzi do ekstremizmu   Geifman   2021-03-22
Wracamy do raju?   Łukaszewski   2021-03-18
Ślimakowi morskiemu odrasta tułów z odciętej głowy, czyli “autotomia z kleptoplastią”   Coyne   2021-03-15
Ewolucyjne korzyści udawania ofiary   Clark   2021-03-11
Ludzie i wymieranie megafauny   Novella   2021-03-10
Banany edytowane przez CRISPR   Novella   2021-03-02
Nikczemne grzyby naśladują kwiaty trawy, by ułatwić własne rozmnażanie się   Coyne   2021-02-26
Co zabiło megafaunę Ameryki Północnej?   Novella   2021-02-25
Stresy i nowe szczepy wirusa   Ridley   2021-02-12
EWOLUCJA wirusa Covid-19   Coyne   2021-02-10
Czy „toksyczna kobiecość” jest główną przyczyną bojów o społeczną sprawiedliwość?   Coyne   2021-02-08
Najmniejszy gad (i owodniowiec) świata: BARDZO mały kameleon   Coyne   2021-02-05
Dlaczego kocimiętka i matatabi doprowadzają koty do szaleństwa? Grupa badaczy mówi, że te rośliny mogą chronić je przed komarami   Coyne   2021-02-02
Bądźcie sceptyczni wobec wideo pokazujących “skutki uboczne” szczepionki   Novella   2021-01-28
Szaleństwo odnawialnej energii   Ridley   2021-01-23
Głębia ludzkiej historii   Novella   2021-01-19
Dlaczego szczepionki mRNA mogą zrewolucjonizować medycynę?   Ridley   2021-01-02
Szczepionka mRNA na koronawirusa: świadectwo ludzkiej pomysłowości i mocy nauki   Coyne   2021-01-01
Dziwaczny rodzaj rasistowskiego patriarchatu   Arora   2020-12-31
Centrala muszek owocowych: Bloomington Drosophila Stock Center   Coyne   2020-12-29
Pierwszy raport o używaniu narzędzi przez pszczoły: rodzimy gatunek używa grudek łajna, by odeprzeć drapieżne szerszenie   Coyne   2020-12-23
Nie – żadne chi nie istnieje   Novella   2020-12-21
Moc nauki dostarczyła najlepszej możliwej wiadomości w tym koszmarnym roku   Ridley   2020-12-18
Szczątkowa cecha ptaków, która mogła być funkcjonalna u przodków: zdalne wyczuwanie drgań dziobem (nadal czynne u kiwi)   Coyne   2020-12-16
Paradoks wielce niedoskonałego dobra   Koraszewski   2020-12-11
Nasiona roślin ewoluują, by upodobnić się odchodów antylopy, a oszukane żuki gnojowe odtaczają i zagrzebują nasiona   Coyne   2020-12-10
AI – asystent lekarza   Novella   2020-12-09
Czy problem zwijania białka został rozwiązany?   Coyne   2020-12-05
„Gryzoń skunksowy”, który żuje trujące rośliny i wypluwa truciznę na swoje futro   Coyne   2020-12-02
Intensywne zbieranie leczniczej rośliny przez ludzi prowadzi do ewolucji nowych kolorów liści i kwiatów   Coyne   2020-11-28
Jak ewoluuuje altruizm?   Coyne   2020-11-25
Filozof zainfekowany efektem potwierdzenia wyjaśnia, dlaczego ewolucja dowodzi Boga   Coyne   2020-11-23
Według nowych badań są cztery gatunki pingwinów białobrewych, a nie tylko jeden   Coyne   2020-11-19
Gra w łajdactwo, by zrozumieć łajdaków   Novella   2020-11-18
Ewolucja psów   Novella   2020-11-09
Genomowa i ewolucyjna analiza wymarłego kota szablozębnego   Coyne   2020-10-31
Zakład Simon-Ehrlich po 40 latach   Gale L. Pooley   2020-10-23
Używające narzędzi mrówki budują struktury, by spijać roztwór cukru w pojemnikach, nie topiąc się   Coyne   2020-10-22
Czego pandemia nauczyła nas o nauce?   Ridley   2020-10-19
Przeddarwinowscy “darwiniści”   Berry   2020-10-16
Covid 19 może przejmować kontrolę nad receptorami bólu, uśmierzając ból i podnosząc szerzenie się choroby: możliwy rezultat doboru naturalnego   Coyne   2020-10-15
Znowu wrzawa, że “teoria ewolucji wywrócona”, ale jak zwykle, robią z igły widły   Coyne   2020-10-13
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 4. Rzekome znaczenie dryfu genetycznego w ewolucji   Coyne   2020-10-09
Chromosomy Y ludzi, neandertalczyków i denisowian   Novella   2020-10-08
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 3. Rzekome znaczenie epigenetyki w ewolucji   Coyne   2020-10-07
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 2. Rzekome nieistnienie gatunków   Coyne   2020-10-05
Intelektualna pustka numeru “New Scientist” o ewolucji: 1. Genetyczna plastyczność    Coyne   2020-10-03
“New Scientist”: Darwin jednak miał rację    Coyne   2020-10-01
Uprawy GMO i wzrost plonów   Novella   2020-09-28
Książka o psychologii ewolucyjnej, która pokazuje wartość tej dziedziny – ale nie wartość memów   Coyne   2020-09-22
Przyjemności seksu i jagód   Ridley   2020-09-18
Czy można falsyfikować naukowe teorie? Naukowiec odpowiada, że “nie”   Coyne   2020-09-12
Naukowe pismo “Nature” przystaje do Przebudzonych twierdząc, że zarówno płeć, jak gender są niebinarne   Coyne   2020-09-09
Wybór ostatecznej wolności   Witkowski   2020-09-07
Polio zlikwidowane w Afryce   Novella   2020-09-05
Czy wyrazy ludzkiej twarzy są uniwersalne w okazywaniu emocji?   Coyne   2020-09-02
Barwny erudyta J.B.S. Haldane   Coyne   2020-08-28
Modelowanie zbijania się pingwinów cesarskich w gromadę: każdy dostaje równie dużo ciepła   Coyne   2020-08-25
Jak algorytmy wpływają na twoje życie   Novella   2020-08-24
Z okazji dziewięćdziesiątych urodzin Thomasa Sowella   Jacoby   2020-08-22
Prawdziwie długa szyja: 6-metrowy wodny gad z triasu z szyją długości 2,7 metra   Coyne   2020-08-19
Wątrobiane duszki   Novella   2020-08-17
Rozrzedzanie krwi bez groźby krwawienia   Novella   2020-08-14
Nowy raport: Bakteria po stu milionach lat nadal żywa!   Coyne   2020-08-08
Modlitwa to nie jest lekarstwo   Nowella   2020-08-07
Maleńki, 10-centymetrowy dinosaur, który zjadał owady   Coyne   2020-08-06
Piękny skoczek, który upodabnia się do mrówki   Coyne   2020-08-03
Urodziny Rosalind Franklin!   Cobb   2020-07-31
Kondor wielki: ptak, który rzadko kiedy macha skrzydłami   Coyne   2020-07-28
Czy ludzie byli w Nowym Świecie ponad 30 tysięcy lat temu?   Coyne   2020-07-26
Oszaleć na punkcie nietoperzy w czasach korony i politykierstwa   Collins   2020-07-25
Dwa gatunki dały zdolną do życia hybrydę, mimo że rozeszły się 150 milionów lat temu   Coyne   2020-07-23
Niccolo Tartaglia jego tajemnica   Jacoby   2020-07-20
Akcja afirmatywna w wieloetnicznym narodzie   Hyams   2020-07-17
Dekolonizacja ewolucji (i Darwina) była nieunikniona   Coyne   2020-07-15
Filtr mózgu (czyli czego nie widzimy)   Novella   2020-07-14
Homeopatia jest bezwartościowa a czasami szkodliwa   Novella   2020-07-10
Pięć błędnych wyobrażeń o ewolucji: jedno jest wątpliwe, jedno niesłuszne   Coyne   2020-07-08
Wiecznie kurczący się tranzystor i wynalezienie Google   Ridley   2020-07-06
Postmodernizm: filozofia, która stoi za naszymi wojnami kulturowymi i postępującym nihilizmem   Hill   2020-07-02
Bodźce do innowacji w końcu pokonają COVID-19   Ridley   2020-06-27
Maleńkie stworzenia morskie budują olbrzymie, fantastyczne domy, by chronić się i zdobywać pokarm   Coyne   2020-06-25
Rośliny uprawne z edytowanym genomem pomagają farmerom i środowisku   Ridley   2020-06-20
Czy klucz do COVID można znaleźć w rosyjskiej pandemii?   Ridley   2020-06-18
Skąd więc wziął się ten wirus?   Ridley   2020-06-16
Nowe dane o tym, jak działają grzyby „mrówek zombie”   Coyne   2020-06-15

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa



 Palestyńskie weto



Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk