Gli scienziati hanno trovato un modo per ingannare il cervello nel pensare che stia rilevando qualcosa che non lo è.
Usando lampi di luce per controllare i neuroni, i ricercatori ritengono di poter "copiare e incollare" l'attività cerebrale reale, aprendo la strada a un futuro in cui possiamo modificare i ricordi, eliminare il dolore o inserire un'immagine inesistente.
La tecnologia è chiamata modulatore del cervello olografico e utilizza proiezioni olografiche per attivare o sopprimere i singoli neuroni. L'obiettivo finale è quello di controllare migliaia di neuroni contemporaneamente in modelli basati su attività cerebrali reali per replicare la sensazione. La visione è un sistema in grado di monitorare costantemente l'attività cerebrale e decidere, in base al contesto, quali neuroni eccitare e sopprimere. Naturalmente si potrebbe saltare a pensieri di rimozione della memoria in Eternal Sunshine of the Spotless Mind, ma le possibilità sono molto maggiori. Immaginate, per esempio, un sistema di visione per non vedenti costituito da una macchina fotografica in grado di convertire le immagini viste dal suo obiettivo nell'attività cerebrale associata al vedere quelle immagini. O un arto protesico che potrebbe trasmettere un senso del tatto. "Questo ha un grande potenziale per le protesi neurali, dal momento che ha la precisione necessaria per il cervello per interpretare il modello di attivazione. Se riesci a leggere e scrivere la lingua del cervello, puoi parlarci nella sua lingua e può interpretare il messaggio molto meglio ", ha detto Alan Mardinly, biologo molecolare e cellulare all'Università di Berkeley, e co-autore principale di un nuova carta "Questo è uno dei primi passi di una lunga strada per sviluppare una tecnologia che potrebbe essere un impianto cerebrale virtuale con sensi aggiuntivi o sensi potenziati." Il modulatore del cervello olografico è ancora nelle sue fasi iniziali, ma mostra promessa, essendo stato testato su topi da laboratorio. [contenuto incorporato] Una piccola sezione tridimensionale del cervello del topo con 2.000-3.000 neuroni era l'obiettivo. Ognuno di questi neuroni è stato integrato, tramite un virus che consegna il DNA alla cellula, con una proteina che attiva il neurone quando viene colpito da un lampo di luce. Attraverso una finestra nel cranio del topo che permette alla luce di raggiungere il cervello, i ricercatori hanno illuminato impulsi di luce – fino a 300 volte al secondo – ciascuno attivando fino a 50 neuroni contemporaneamente. La grande sfida era rivolta alle singole cellule. Il team ha utilizzato l'olografia generata al computer, che piega e focalizza la luce per creare un modello 3D. Questo è stato poi proiettato sul tessuto cerebrale sulla superficie della corteccia somatosensoriale nei topi – in particolare, il tatto, la visione e i centri motori. "L'importante progresso è la capacità di controllare i neuroni esattamente nello spazio e nel tempo", ha detto il co-autore principale Nicolas Pégard. "In altre parole, per riprendere i gruppi di neuroni specifici che si desidera attivare e farlo alla scala caratteristica e alla velocità con cui normalmente funzionano". I topi stavano camminando sui tapis roulant con le teste immobilizzate in modo che il sistema di puntamento potesse funzionare, quindi non sono stati osservati cambiamenti comportamentali. Tuttavia, l'attività cerebrale dei topi, monitorata in tempo reale, era la stessa che se rispondesse a un reale stimolo sensoriale, hanno detto i ricercatori. Certo, c'è ancora molto lavoro da fare. La tecnologia funziona solo su una parte molto piccola del cervello al momento, e l'attrezzatura per farlo è enorme. La tecnologia può essere aumentata per colpire più strati esterni del cervello, ha notato il team, e alla fine le dimensioni dell'apparecchiatura saranno in grado di essere miniaturizzate per adattarsi allo zaino. I prossimi passi, tuttavia, riguardano il miglioramento della ricerca. Questo significa addestrare i topi in modo che i ricercatori possano rilevare i cambiamenti nel loro comportamento dopo la modulazione del cervello. Significa anche registrare modelli reali dell'attività cerebrale nella corteccia in modo che possano quindi riprodurli usando il modulatore del cervello olografico per vedere se suscitano la stessa risposta. La ricerca del team è stata pubblicata sulla rivista Nature.
Immaginate, per esempio, un sistema di visione per non vedenti costituito da una macchina fotografica in grado di convertire le immagini viste dal suo obiettivo nell'attività cerebrale associata al vedere quelle immagini. O un arto protesico che potrebbe trasmettere un senso del tatto. "Questo ha un grande potenziale per le protesi neurali, dal momento che ha la precisione necessaria per il cervello per interpretare il modello di attivazione. Se riesci a leggere e scrivere la lingua del cervello, puoi parlarci nella sua lingua e può interpretare il messaggio molto meglio ", ha detto Alan Mardinly, biologo molecolare e cellulare all'Università di Berkeley, e co-autore principale di un nuova carta "Questo è uno dei primi passi di una lunga strada per sviluppare una tecnologia che potrebbe essere un impianto cerebrale virtuale con sensi aggiuntivi o sensi potenziati." Il modulatore del cervello olografico è ancora nelle sue fasi iniziali, ma mostra promessa, essendo stato testato su topi da laboratorio. [contenuto incorporato] Una piccola sezione tridimensionale del cervello del topo con 2.000-3.000 neuroni era l'obiettivo. Ognuno di questi neuroni è stato integrato, tramite un virus che consegna il DNA alla cellula, con una proteina che attiva il neurone quando viene colpito da un lampo di luce. Attraverso una finestra nel cranio del topo che permette alla luce di raggiungere il cervello, i ricercatori hanno illuminato impulsi di luce – fino a 300 volte al secondo – ciascuno attivando fino a 50 neuroni contemporaneamente. La grande sfida era rivolta alle singole cellule. Il team ha utilizzato l'olografia generata al computer, che piega e focalizza la luce per creare un modello 3D. Questo è stato poi proiettato sul tessuto cerebrale sulla superficie della corteccia somatosensoriale nei topi – in particolare, il tatto, la visione e i centri motori. "L'importante progresso è la capacità di controllare i neuroni esattamente nello spazio e nel tempo", ha detto il co-autore principale Nicolas Pégard. "In altre parole, per riprendere i gruppi di neuroni specifici che si desidera attivare e farlo alla scala caratteristica e alla velocità con cui normalmente funzionano". I topi stavano camminando sui tapis roulant con le teste immobilizzate in modo che il sistema di puntamento potesse funzionare, quindi non sono stati osservati cambiamenti comportamentali. Tuttavia, l'attività cerebrale dei topi, monitorata in tempo reale, era la stessa che se rispondesse a un reale stimolo sensoriale, hanno detto i ricercatori. Certo, c'è ancora molto lavoro da fare. La tecnologia funziona solo su una parte molto piccola del cervello al momento, e l'attrezzatura per farlo è enorme. La tecnologia può essere aumentata per colpire più strati esterni del cervello, ha notato il team, e alla fine le dimensioni dell'apparecchiatura saranno in grado di essere miniaturizzate per adattarsi allo zaino. I prossimi passi, tuttavia, riguardano il miglioramento della ricerca. Questo significa addestrare i topi in modo che i ricercatori possano rilevare i cambiamenti nel loro comportamento dopo la modulazione del cervello. Significa anche registrare modelli reali dell'attività cerebrale nella corteccia in modo che possano quindi riprodurli usando il modulatore del cervello olografico per vedere se suscitano la stessa risposta. La ricerca del team è stata pubblicata sulla rivista Nature.
