Считывание электрических полей, создаваемых мозгом

 

Каждый нейрон при разряде создает электрический ток в аксоне, который создает магнитное поле, а также производит определенное электромагнитное излучение в момент разряда. Суммарная электрическая активность мозга давно изучается в ЭЭГ. Более того, снимая ЭЭГ с разных точек кожи головы, мы получаем сведения об активности разных долей мозга. Однако этот метод не подходит для выявление активности отдельных нейронов, так как их десятки миллиардов, а точек с действительно различными потенциалами на коже – всего несколько.

С другой стороны, магнитное поле распространяется за пределы мозга в окружающем голову пространстве. В каждой точке этого пространства оно определяется суммой полей всех токов, текущих в мозгу. В результате, если мы окружим мозг миллиардом датчиков для считывания магнитного поля, то теоретически можно было бы вычислить на основе их показаний конфигурацию исходных токов в мозгу, подобно тому, как это делается при компьютерной томографии, где для построения изображения также решается система линейных уравнений. Правда, это потребует гораздо больших вычислительных мощностей, чем современная томография, больше, вероятно, чем у современных сверхкомпьютеров. Но если это сделать, то мы получим неинвазивный способ наблюдения за всеми процессами в мозгу и таким образом считывания информации из него.

Также можно наблюдать магнитные поля ферромагнитных частиц в организме (это делается для оценки загрязнения легких у шахтеров). Если их добавить в мозг, то они будут реагировать на импульсы нейронов.

Обзор по теории магнитного поля в мозге и вообще у живых организмов: (но источник ссылки сомнительный – найти оригинал)

http://www.integro.ru/system/new_science/field_obj/magnit.htm

Сейчас перешли от сверхпроводящих сквид магнитометров к магнитометрам на чипе на основе ловушек с рубидием – их уже можно делать массово:

http://www.redorbit.com/news/science/1112543784/magnetic-field-of-the-brain-measured/

Конечно, множество магнитометров буду влиять друг на друга, так как они тоже электрические приборы. Можно создать нечто вроде облака ферромагнитных частиц, и затем фотографировать их траектории.

 

Магнитоэнцефалография в МИТ – 306 сквидов вместе на 2011 год

http://mcgovern.mit.edu/technology/meg-lab

http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetoencephalography

 

 

Квантовая фотография

 

Это гипотетический способ сканирования мозга. Вначале через мозг (или любой другой объект) пропускается одна частица, которая способна рассеиваться на любых атомах, например, электрон. Все возможные линии разлета этой частицы содержат в себе полную информацию о всех частицах мозга. Затем с помощью некой линзы все линии разлета сводятся к одной точке, через которую они проходят, как через точку фокуса. Реальный электрон проходит по одной из этой траекторий, и попадает в эту точку фокуса. Но с квантовой точки зрения этот электрон является кубитом, который несет всю информацию о мозге. В этой точке фокуса находится своеобразный квантовый компьютер, основная задача которого сохранить и усилить этот кубит, размножив его неким образом. Законы квантовой механики, однако, запрещают точное копирование квантового состояния, и в силу этого квантовый усилитель должен всегда давать некий шум. Основная задача его, чтобы этот шум был слабее, чем нужная нам информация. Если мы клонировали бы этот кубит миллиарды миллиардов раз, то затем могли бы производить измерения каждого их кубитов и считывать, соответственно, расположения отдельных точек в мозге, от которых он отразился.

Неточное квантовое копирование является активным предметом научных исследований http://jetpletters.ac.ru/ps/603/article_9469.shtml

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_cloning

 

более того, если считать, что сознание имеет квантовую природу, то это способ считать квантовую информацию. Даже если кубит нельзя расшифровать сейчас, можно найти способ его хранить.

Синтетический нейрон

 

Синтетический нейрон — это возможный в ближайшем будущем биомеханизм, созданный методами синтетической биологии. Он сделан на основе обычного человеческого нейрона, который, путем нескольких генетический апгрейтов, приобретает ряд свойств, делающих его универсальным механизмом лечения, исследования, сканирования мозга и передачи информации из него и в него.

 

Эти свойства:

способность быстро размножаться в искусственной среде

способность подключаться к нейронам выбранного типа в коре мозга человека, и как считывать информацию, так и вызывать срабатывания этого нейрона

способность создавать устойчивый контакт с электропроводками

способность быть запрограммированным и заменять умерший нейрон

способность создавать фотовспышки при спайках — белок фотолюминисценции.

Считывание информации и передача в виде радиоимпульса.

Управляемая выработка и выделение нейромедиаторов и других веществ

дублирование ослабевших связей между уже существующими нейронами.

Поддержка нейронов при ишемии

 

Все это должно быть реализовано модульно, то есть универсальный нейрон должно быть легко настроить под конкретную задачу удобными программными средствами, посредством введения в него неких простых генетических векторов, кодирующих один-два белка. Не обязательно реализовывать все эти функции сразу — достаточно одной-двух, чтобы достичь коммерциализации и прибыли для последующих функций.

 

Синтетический нейрон будем чем-то вроде E.Coli для исследования мозга, и аналогом бионаноробота для мозга, о котором пишет Чёрч в книге «Регенезис».

 

 

⇐ Предыдущая61626364656667686970Следующая ⇒

Поделиться: