Untersuchen von Neuronen, um jemandes Gehirn zu kartieren

Es könnte funktionieren, wenn sich das verdammte Gehirn nicht ständig verändert!

Unsere Neuronen passen ständig ihre Synapsen an. In der Nacht werden Synapsen durch Gliazellen zerstört. Tagsüber bauen Neuronen sie wieder auf. Dies geschieht mit einer ziemlich überraschenden Geschwindigkeit. Studien haben bei Mäusen einen erheblichen Umbau der Synapsen in der Größenordnung von 4-5 Tagen gezeigt!

Infolgedessen würden Sie niemals eine Momentaufnahme des Gehirns erhalten, die lange genug "stillgehalten" wurde, um eine vollständige Abbildung vorzunehmen. Jedes bestimmte Neuron feuert nur etwa alle 6 Sekunden , sodass Sie nicht sehr viele Daten erhalten, bevor Sie ernsthaft die Möglichkeit in Betracht ziehen müssen, dass während dieser Zeit neue Synapsen gewachsen sind.

Das Gehirn ist keine stationäre Schöpfung. Es ist zu erwarten, dass seine Funktionsfähigkeit durch diese neuen Synapsen erheblich beeinflusst wird, wenn es auf Eingaben reagiert. Daher wäre eine statische Abbildung nicht so hilfreich, wie man es gerne hätte.

Es wäre jedoch ziemlich hübsch .

Noch nicht.

2008 schrieb ich eine Übersicht/Roadmap darüber, was wir damals über die Emulation des gesamten Gehirns , das Scannen und die rechnergestützte Rekonstruktion von Gehirnen, wussten. Das Hauptschema, das ich annahm, war eine Slice-and-Dice-Scanmethode, bei der das Gewebe auf subzellulärer Ebene kartiert wird. Im Anhang gab EI die Gründe an, warum ich zerstörungsfreie Scanverfahren nicht im Detail untersucht habe.

Ich hatte jedoch eine lange Debatte mit Robert Freitas Jr. über die Verwendung von Nanofasern, die mit ausgereifter Nanotechnologie hergestellt wurden, um jedes Neuron mehr oder weniger mit externen Auslesegeräten zu verbinden. Die Details der Erfassung können in Abschnitt 4.8.6 und den folgenden Seiten nachgelesen werden, und das Fasernetzwerk wird in Abschnitt 7.3.1 seines Buches Nanomedicine Vol I beschrieben . Ich denke, dass an diesem Schema nichts physikalisch Unmögliches ist. Ich denke jedoch, dass die medizintechnischen Herausforderungen schlimmer sind, als er dachte: Abgesehen davon, dass ziemlich fortschrittliche Nanomaschinen benötigt werden, muss sie auch mit einer dynamischen, weichen Umgebung interagieren, die ziemlich empfindlich ist und reagiert. Robert argumentierte zurück; im Wesentlichen siehe Nanomedicine Vol IIA für seine Bewertung, insbesondere den Abschnitt15.3.6.5 .

Ich bin der Meinung, dass wir destruktive Methoden anwenden werden, lange bevor wir das eigentliche Auslesen mit Elektroden durchführen können. Das erfordert viel technologische Entwicklung, sowohl in der Nanotechnologie als auch im Umgang mit einer chaotischen biologischen Umgebung. Aber ich glaube nicht, dass es unmöglich ist, nur hart und langsam.

Als eine weitere Wendung mischen sich die Leute der synthetischen Biologie in das Spiel ein, indem sie über „ molekulares Tickerband “ nachdenken, wo Signale auf DNA innerhalb von Zellen aufgezeichnet werden, und „ DNA-Strichcodes “, wo die Zellkonnektivität aufgezeichnet wird. Natürlich besteht die aktuelle Vision, die sie zum Lesen haben, darin, das Gehirn in einen Mixer zu geben und dann die DNA-Stücke zu sequenzieren ...

Nein

Während Wissenschaftler beispielsweise erfolgreich selbstorganisierende Kupferdrähte hergestellt haben, ist dies nur der Anfang der „Wir haben diese Technologie“-Kurve. Diese Technologie ist ein langer, langer, langer Weg (wie in 50-100 Jahren entfernt) davon, eine in unseren Fabriken übliche ausgereifte Technologie zu sein. Da 20 minutes into the futurekein Unternehmen die Beispieltechnologie verwenden kann, ist es unvernünftig anzunehmen, dass dies eine Rechtfertigung für „Warum können wir das nicht tun?“ ist.

Ihre Lösung zur Kartierung des menschlichen Gehirns ist eine „Sonde im Kern jedes Neurons“. Wenn selbstorganisierende Drähte 50 bis 100 Jahre in der Zukunft liegen, liegt das Anbringen von Sonden an Neuronen eher in mehr als 1.000 Jahren. Weit entfernt von 20 Minuten.

Ich wünschte, ich hätte bessere Nachrichten ... sorry ...

Jedoch

Wenn wir die Zeitanforderung „heute Nachmittag“ wegwerfen, dann lautet die grundlegende Antwort „ja“. Wenn wir eine Sonde am Kern jedes Neurons platzieren und die Daten aufzeichnen könnten (das ist übrigens ein unglaublich genaues GPS), dann könnten wir das Gehirn kartieren und theoretisch alles über diese Person wissen: von ihren Erinnerungen bis zu ihrer Art Informationen verarbeiten usw.

Wenn Sie eine Geschichte mit dieser Idee als Grundlage erstellen, ist „Technologie der fernen Zukunft heute“ ein ziemlich verbreitetes Sci-Fi-Thema. Das gesamte Terminator - Franchise basiert auf der Idee (im Grunde ein Connecticut Yankee in King Authur's Court ), wobei die Lösung darin besteht, zukünftige Technologien in der Zeit zurückzuversetzen. Lassen Sie sich von meiner Antwort nicht abschrecken. Das kann eine coole Technologie in einer guten Geschichte sein, selbst wenn sie 20 Minuten in die Zukunft spielt.