Prawda

Niedziela, 3 lipca 2022 - 07:51

« 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 1307 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Niech Moc będzie z pszczołą   Júnior   2022-06-28
Dramatyczny wzrost cen paliw kopalnych jest bolesny, ale daje niewielkie korzyści w walce z globalnym ociepleniem   Lomborg   2022-06-25
Efekt grupy – paskudny błąd poznawczy   Novella   2022-06-22
Nasiona z edytowanymi genomami będą miały przystępną cenę   Maina   2022-06-15
„Zapylisz mnie!”: nachalni bohaterowie świata roślin   Júnior   2022-06-11
Agroekologia zmienia biednych farmerów w biedniejszych   Muhumuza   2022-06-09
Kartofel z Matką Boską w jednej klapie i Karolem Marksem w drugiej   Koraszewski   2022-06-06
Jak nasze wspomnienia są powiązane   Novella   2022-06-04
Wielka Brytania dąży do zezwolenia na edytowanie genów   Novella   2022-06-02
„Grubogłowi przedsiębiorcy pogrzebowi w noc żywych trupów”   Júnior   2022-05-31
Coraz mniejsza część głównych plonów roślin jadalnych na świecie idzie na wyżywienie głodnych, a coraz więcej wykorzystuje się do celów niespożywczych     2022-05-28
Naukowiec z Ghany: “Afryka potrzebuje GMO bardziej niż reszta świata”   Gakpo   2022-05-26
GMO i edytowanie genów: jaka jest różnica?   Karavolias   2022-05-23
Toksyczny nektar, czyli ostrożnie z tureckim miodem   Júnior   2022-05-20
Kolejna nieudana i podyktowana ideologią próba wykazania, że płeć u ludzi nie jest binarna   Coyne   2022-05-18
Brian Charlesworth o błędach nowego artykułu rzekomo pokazującego, że fundamentalne założenie ewolucji neodarwinowskiej jest błędne   Coyne   2022-05-16
Trutnie i inni fruwający panowie   Junior   2022-05-13
Wygnanie z uniwersyteckiego świata – dwa lata później   Winegard   2022-05-10
Życie kwitnące po śmierci   Junior   2022-05-05
Organiczne środki owadobójcze są szkodliwe dla pożytecznych owadów     2022-04-30
Oxitec rozszerza próby z komarami GMO, by zredukować szerzenie się malarii   Conrow   2022-04-28
Słowa w wosku zapisane   Tonhasca Junior   2022-04-26
Rodzice, szkoła, państwo: kultura niskich oczekiwań   Koraszewski   2022-04-25
Nowoczesne ulepszanie roślin uprawnych przyjmuje historyczne podejście   Karavolias   2022-04-20
Pierwsza spożywcza roślina GMO w Ghanie   Baffour-Awuah   2022-04-16
Indie zwalniają edytowanie genów z wymaganej dla GMO oceny bezpieczeństwa   Paranjape   2022-04-11
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Rolnicy nie mogą uprawiać tego, na co ich nie stać   Ongu   2022-04-07
Rośliny zmodyfikowane: odkłamać opinię o GMO   Conrow   2022-04-07
Odmowa szczelinowania jest szaleństwem   Ridley   2022-04-02
Jak wirusy chorób układu oddechowego ewoluują, by stać się łagodniejsze   Ridley   2022-03-22
Czy globalne ocieplenie może być dla nas dobre?   Ridley   2022-03-03
Południowa Afryka powinna przemyśleć regulacje dotyczące genetycznie modyfikowanych roślin   i Priyen Pillay   2022-03-01
Dlaczego środowiskowcy stanowią większą przeszkodę dla skutecznej polityki klimatycznej niż negacjoniści?   Boudry   2022-02-21
O figach i osach   Júnior   2022-02-18
Pień liczący 40 tysięcy lat przekazany Maorysom zamiast nauce   Coyne   2022-02-14
Propaganda anty-GMO obraża drobnych farmerów w Afryce i w Azji   Gakpo   2022-02-08
Jak “tubylcza medycyna” różni się od medycyny   Coyne   2022-02-07
Biotechnologia podnosi plony wysokobiałkowego afrykańskiego pochrzynu   Wetaya   2022-02-04
Spadanie w przepaść   Turski   2022-01-27
Czy koniki morskie coś nam mówią o LGBT? Błąd naturalistyczny popełniony przez Sussex Wildlife Trust   Coyne   2022-01-25
Ojczyznę wolną (od GMO) zachowują pany   Koraszewski   2022-01-22
Namawianie roślin, żeby podjęły ryzyko   Karavolias   2022-01-20
Czy uczenie się metodą prób i błędów jest „nauką”?   Coyne   2022-01-14
Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”   Novella   2022-01-12
Ptasia grypa w czasach ludzkiej zarazy   Collins   2022-01-11
Rasa jest kontinuum. Płeć jest cholernie binarna   Dawkins   2022-01-10
Komiczne krzyki o klimatycznej Apokalipsie –— 50 lat nieuzasadnionego siania paniki   Lomborg   2022-01-06
Gnidy, o których PIS ci nie powie   Koraszewski   2022-01-05
Niebezpieczeństwo upolitycznienia nauki   Krylov   2022-01-01
Specjalne przesłanie do muzułmanów na całym świecie   Pandavar   2021-12-28
Nowe badania pokazują, że kraje rozwijające się płacą wysoką cenę za ograniczanie upraw roślin GMO   Maina   2021-12-25
Jajo, które wywołało sensację   Koraszewski   2021-12-24
Pięć powodów zakończenia debaty o GMO   Evanea   2021-12-16
Richard Dawkins pisze do “przyjaciół nauki i rozumu” w Nowej Zelandii   Coyne   2021-12-14
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
Nigeria wzywa Afrykę, by szła w jej ślady w sprawie GM wspięgi wężowatej   Opoku Gakpo   2021-12-09
Małe nietoperze idą do przedszkola   Koraszewski   2021-12-06
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
Uprawy GMO zredukowały zatrucia farmerów pestycydami   Maina   2021-11-27
Czy genetyka może pomóc wyeliminować nierówność?   Coyne   2021-11-26
Matematyka i prawdziwa historia katastrofy klimatycznej   Lomborg   2021-11-24
Nigeria daje zielone światło kukurydzy GMO   Conrow   2021-11-22
Ugandyjscy studenci nalegają na powszechne stosowanie biotechnologii i uchwalenie prawa o biobezpieczeństwie   Agaba   2021-11-17
Organiczny eksperyment Sri Lanki   Novella   2021-11-16
Ruanda skwapliwie przyjmuje biotechnologię poprzez ekspansję OFAB   Meeme   2021-11-12
Sprzeciw wobec anulowania Huxleya   Coyne   2021-11-05
Farmerka z Kenii zbiera obfity plon z bawełny GM   Meeme   2021-11-04
Czarni uczeni i nauka o rasizmie   Koraszewski   2021-11-03
Kłusownictwo narzuca na słonie dobór w kierunku ewolucji słoni bez ciosów   Coyne   2021-11-01
Marnujemy naszą wielką szansę na edytowanie genów   Ridely   2021-10-29
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny   Coyne   2021-10-26
Wytwarzanie białek w roślinach przez rolnictwo molekularne   Novella   2021-10-20
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
Nigeryjscy farmerzy nie mogą się doczekać wystarczających ilości GM nasion wspięgi wężowatej   Gakpo   2021-10-12
Dobór płciowy versus dobór naturalny: na przykładzie chrząszczy   Coyne   2021-10-08
Edytowanie genów kluczem do ulepszenia podstawowych upraw w Afryce   Abugu   2021-10-01
Bakłażan GMO jest udokumentowaną wygraną ubogich farmerów   Conrow   2021-09-23
O Jezu, wskrzeszają mamuta!   Koraszewski   2021-09-17
Wszystkie antyizraelskie wiadomości zasługują na publikację   Bard   2021-09-04
Tożsamość etniczna i rasa   Coyne   2021-08-30
Środowiskowcy mylili się – nie stoimy przed apokalipsą owadów   Ridley   2021-08-13
Czy znaleziono najstarszy dowód na istnienie zwierzęcia? Nowa gąbko-podobna skamieniałość liczy 890 milionów lat   Coyne   2021-08-11
Psy rozumieją ludzi   Novella   2021-08-06
Nowy start nauki o życiu w epoce genu   Ridley   2021-08-05
Użycie ognia przez homininy: przykład szybkiej ewolucji kulturowej?   Coyne   2021-08-04
Historia pandemii jest historią zaprzeczania   Jackoby   2021-07-27
Nieuchwytny neuron babci   Novella   2021-07-22
Cierpienie i pytanie, czy przestaniemy jeść mięso   Koraszewski   2021-07-14
Czy nadchodzi hydroponika?   Novella   2021-07-13
Raport Unii Europejskiej o glifosacie   Novella   2021-07-10
Dlaczego ideologii nie należy mieszać z nauką   Coyne   2021-06-30
Nagonka na Izrael grasuje w stowarzyszeniach nauk ścisłych, medycyny i edukacji   Chesler   2021-06-24
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

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



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


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