Ten smak może trafić na talerze obok słodkiego i słonego. Eksperci są podzieleni
Czy „tłusty” lub „skrobiowy” może stać się szóstym podstawowym smakiem? Naukowcy z całego świata próbują to udowodnić – i choć nie ma jeszcze jednomyślności, jeden z kandydatów ma sporą szansę.
Spis treści: Nowy smak? Co zmieni uznanie nowego smaku? Siedem kroków do uznania nowego smaku Od cząsteczki do sygnału mózgu Kto jest blisko uznania? Dlaczego w ogóle to ważne? Czy „tłusty” albo „skrobiowy” może pewnego dnia zostać uznany za szósty podstawowy smak – obok słodkiego i słonego? W 1908 roku japoński chemik Kikunae Ikeda badał substancje czynne w kombu (wodorostach), kiedy dokonał odkrycia, które na zawsze zmieniło naukę o jedzeniu. Zorientował się, że to związek o nazwie kwas glutaminowy nadaje wodorostom wyraźny, mięsno-pikantny posmak. Był zupełnie inny niż znane dotąd podstawowe smaki: słodki, słony, kwaśny i gorzki. Ten nowy smak nazwał umami. Choć ludzie od wieków jedli wodorosty, grzyby, miso, dojrzewające sery i produkty fermentowane, niemal sto lat trwały naukowe spory, zanim umami zostało powszechnie uznane za piąty podstawowy smak. Dopiero w latach 90. XX wieku uzyskało oficjalny status. Stało się tak po serii zakrojonych na szeroką skalę badań psychofizycznych, elektrofizjologicznych i biochemicznych, które potwierdziły, że umami różni się od wszystkich pozostałych smaków. Nowy smak? Czy nadszedł czas, by dodać do tej listy szósty smak? Część naukowców uważa, że tak. Zaproponowali nawet kilku kandydatów. Być może powinien to być smak tłusty. Albo skrobiowy. Może kokumi. A może słona lukrecja. W różnym stopniu badacze w ostatnich latach bronili każdego z tych pomysłów. Nie chodzi o to, że naukowcy celowo „polują” na szósty smak. – W gruncie rzeczy to fundamentalne, oparte na nauce poszukiwanie różnych sposobów, w jakie możemy doświadczać świata poprzez smak oraz tego, jak smak jest wykrywany – wyjaśnia neurobiolożka Emily Liman, kierująca katedrą Harolda Dornsife’a w dziedzinie neurobiologii na Uniwersytecie Południowej Kalifornii i specjalizująca się w biologii zmysłów. Co zmieni uznanie nowego smaku? Przełom w zrozumieniu nauki o smaku pozwoliłby technologom żywności tworzyć smaczniejsze produkty. Mógłby też pomóc lekarzom lepiej diagnozować i leczyć zaburzenia związane z utratą zmysłu smaku. Jednak przekonanie środowiska naukowego do zaakceptowania szóstego smaku nie jest prostym zadaniem. Aby kandydat mógł stać się podstawowym smakiem, musi zostać wykazany jako równie wyraźnie odrębny jak słodycz jagód czy gorycz jarmużu. Na początek warto pamiętać o jednej rzeczy. – Istnieje różnica między smakiem a aromatem – podkreśla Marisa Moore, zarejestrowana dietetyczka z Atlanty, specjalizująca się w żywieniu kulinarnym. – Smak zaczyna się na języku: cząsteczki jedzenia, które zjadamy, mieszają się ze śliną i aktywują nasze kubki smakowe. Te z kolei wysyłają sygnały do mózgu i wywołują wrażenie konkretnych smaków. Wbrew powszechnemu mitowi na języku nie ma „stref” przeznaczonych dla poszczególnych smaków. Podstawowe smaki mogą być wychwytywane przez kubki smakowe rozmieszczone na różnych częściach języka. Poszczególne komórki mogą jednak różnić się wrażliwością na smaki słodki, kwaśny, słony, gorzki i umami. Smak zaczyna się w ustach. Natomiast to, co rejestruje mózg, to całościowe wrażenie łączące smak, konsystencję, temperaturę i zapach. Siedem kroków do uznania nowego smaku – Smak i węch współdziałają w mózgu, żeby stworzyć wrażenie aromatu. Ale to coś innego niż sam smak – mówi Richard Mattes, profesor nauk o żywieniu na Uniwersytecie Purdue. Proces „przepchnięcia” nowej jakości smakowej przez społeczność naukową jest bardzo złożony. – Nie ma powszechnie przyjętego zestawu siedmiu kryteriów, które po prostu odhaczamy, żeby ogłosić: mamy nowy smak – mówi Mattes. – To raczej kwestia naukowego konsensusu. Mimo to przez lata zaproponowano kilka praktycznych kryteriów. Na początku smak musi mieć „podpis chemiczny” – zespół bodźców chemicznych odmiennych od tych, które wywołują inne znane smaki. Następnie, jak wyjaśnia Mattes, na języku, podniebieniu lub w gardle musi istnieć receptor, z którym te bodźce chemiczne mogą się wiązać w obrębie komórki kubka smakowego. Od cząsteczki do sygnału mózgu Ta komórka musi mieć mechanizm, który przekształca sygnał chemiczny w sygnał elektryczny. Potem taki sygnał przekazywany jest nerwami do mózgu. Sygnał elektryczny niesiony przez nerwy smakowe musi aktywować obszary mózgu odpowiedzialne za smak. Ma też wywoływać w mózgu unikalne wrażenie – niezależne od innych smaków. – Nie może się z żadnym innym nakładać – zaznacza Lim. Na koniec musi pojawić się efekt w całym organizmie, wynikający z tego pobudzenia. – Powinna wystąpić fizjologiczna odpowiedź na aktywację tego sygnału sensorycznego – dodaje Mattes. – Na przykład postrzeganie słodkiego smaku uruchamia wydzielanie insuliny w całym organizmie. Kto jest blisko uznania? Poważnym wyzwaniem w uznaniu nowego smaku jest złożoność koniecznych badań. – Trzeba naprawdę wiele udowodnić, żeby stwierdzić, że dany smak istnieje – zauważa Dawn Jackson Blatner, zarejestrowana dietetyczka z Chicago i autorka przepisów dla ogólnokrajowych marek. Żaden z kandydatów na szósty podstawowy smak nie przeszedł jeszcze całego tego wymagającego „toru przeszkód”. Niektóre są jednak bliżej celu niż inne. Tylko jeden z niedawnych kandydatów spełnia niemal wszystkie kryteria. W 2015 roku zespół badaczy z Uniwersytetu Purdue zaproponował uznanie tłuszczu – a ściślej: kwasów tłuszczowych – za szósty podstawowy smak i nadał mu nazwę „oleogustus”. Określenie pochodzi od łacińskich słów „oleo” (tłuszcz) i „gustus” (smak). Wbrew przyjemnemu, kremowemu odczuciu w ustach, z którym wiele osób kojarzy tłuszcz, oleogustus ma smak „zjełczałego oleju”. Jest bardziej zbliżony do goryczy niż do słodyczy czy słoności – wyjaśnia Mattes. Dlaczego w ogóle to ważne? Pomimo wszystkich trudności naukowcy nie przestają badać smaku – i spierać się o to, jaki może być „kolejny wielki smak” – ponieważ smak pełni w naszym życiu ważną rolę. – To kwestia tego, za czym tęsknimy, jak gotujemy i jak bardzo czujemy się syci po posiłku – mówi Blatner, autorka książki „The Superfood Swap”. Źródło: National Geographic
Czy psy mogą mieć autyzm? Neuroróżnorodność to domena nie tylko ludzi
Jesteśmy coraz bardziej świadomi tego, jak bardzo możemy się od siebie różnić – jako ludzie. Zwracamy uwagę na diagnozy ADHD czy autyzmu i uczymy się, jak budować zróżnicowaną społeczność. Naukowcy zwracają jednak uwagę, że neuroróżnorodność może nie być przywilejem wyłącznie ludzi, a zwierzęta także mogą odmiennie doświadczać świata.
Wiemy, że zwierzęta potrafią mieć od siebie skrajnie odmienne charaktery – nawet w obrębie jednego miotu. Naukowcy pochylający się nad sprawą funkcjonowania ich mózgów wysnuwają hipotezę, że może wynikać to m.in. z neuroróżnorodności. Czy psy mogą być autystyczne? Czym jest neuroróżnorodność? Neuroróżnorodność to zróżnicowanie w zachowaniu ludzi i funkcjonowaniu ich mózgów. Jest wynikiem chemicznych różnic w naszych „komputerach pokładowych”, które sprawiają, że inaczej przetwarzamy otaczający nas świat i reagujemy na bodźce. Najbardziej znanymi przykładami neuroróżnorodności jest np. ADHD czy autyzm. Nawet u ludzi występuje jednak problem z jej diagnozowaniem, a co dopiero u zwierząt. Te nie potrafią nam powiedzieć, jak postrzegają świat ani odpowiedzieć na typowe pytania diagnostyczne. Możemy opisać zachowanie zwierząt jedynie przez pryzmat własnego rozumienia: np. określając je jako impulsywne czy ze skłonnościami do izolacji. Jednak w przypadku niektórych ras może być to typowe zachowanie. Jak więc określić, co jest neuroróżnorodne? Czy zwierzęta mogą być autystyczne? Naukowcy opracowali zwierzęce modele autyzmu, by pomóc sobie zrozumieć czynnik związane ze zwiększonym ryzykiem neuroróżnorodności, a dzięki temu opracować potencjalne wsparcie terapeutyczne. Modele te powstały na podstawie selektywnie dobranych zwierząt i mogą nie w pełni odzwierciedlać typową różnorodność populacji, ale pomagają zrozumieć biologiczne podstawy m.in. autyzmu. Co się okazało? Niektóre psy rasy beagle mają w genach mutację Shank3, która u ludzi jest powiązana z autyzmem i często charakteryzuje się trudnościami w interakcjach społecznych. Beagle z tą mutacją również wykazują słabą chęć do kontaktu z ludźmi. Wykazują również mniejsze sprzężenie neuronalne, czyli efekt, który u ludzi tworzy się podczas rozmowy z drugim człowiekiem czy opowiadania historii. Badania z 2024 roku dowiodły, że psy doświadczają podobnego efektu, gdy patrzą ludziom w oczy. Należy jednak pamiętać, że w rozwój mózgu i zachowania zaangażowanych jest wiele różnych czynników, a niektóre beagle są tylko przykładem tego, jakie mechanizmy mogą zachodzić w mózgach zwierząt. Co zwierzęca neuroróżnorodność mówi o nas samych? Badania nad genem Shank3 u psów dostarczyły również wskazówek na temat potencjalnych interwencji medycznych wspomagających leczenie autyzmu u ludzi. Psom z mutacją Shank3 podano pojedynczą dawkę psychodelicznego narkotyku LSD . Zaowocowało to zwiększoną uwagą i wzmocnionym sprzężeniem neuronalnym z ludźmi w ciągu pięciu dni. Modele zwierzęce mogą więc pomóc nam zrozumieć ukryte różnice w funkcjonowaniu mózgów osób neuroróżnorodnych. Dowody sugerują, że podobnie jak my, zwierzęta mogą inaczej doświadczać świata i na niego reagować. Częściowo wynika to z naturalnych różnic osobowości, ale jest również prawdopodobne, że niektóre z naszych zwierząt domowych mają odmienne struktury i chemię mózgu. Pamiętajmy o tym podczas ich szkolenia czy codziennej opieki. Źródła: The Conversation, Journal of Veterinary Behavior Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Czy impulsy elektryczne mogą uspokoić twój układ nerwowy? Oto, co mówią lekarze
Stymulacja nerwu błędnego przyciąga uwagę jako sposób na relaks i odzyskanie balansu. Czy krótkie impulsy elektryczne rzeczywiście mogą wyciszyć układ nerwowy?
Spis treści: Czy pomysł jest naukowo uzasadniony? Jak rozwijała się technologia VNS? Co mówią badania? Na co warto uważać? Stymulacja nerwu błędnego stała się hitem mediów społecznościowych. Ma w kilka chwil łagodzić stres. Taki jest przynajmniej przekaz twórców nowych gadżetów wellness, które obiecują „włączenie” wbudowanego w ciało obwodu odprężenia. Czy naprawdę można uspokoić układ nerwowy lekkim impulsem elektrycznym? Na tym polega idea nowej fali urządzeń, które stymulują nerw błędny. To docierający do wielu narządów wewnętrznych nerw czaszkowy, który pomaga organizmowi regulować stres, trawienie i nastrój. W mediach społecznościowych użytkownicy piszą, że stymulacja tego nerwu „zmieniła ich życie”, że dzięki codziennemu jej stosowaniu „śpią całą noc” i „wychodzą z ataku paniki w 20 sekund”. Czy pomysł jest naukowo uzasadniony? Koncepcja brzmi futurystycznie, ale ma solidne podstawy w neurobiologii. Wczesne wersje stymulatorów nerwu błędnego były stosowane w szpitalach w leczeniu padaczki i depresji. Dziś mniejsze, konsumenckie wersje obiecują podobne efekty – bez wizyty u lekarza i bez nadzoru amerykańskiej Agencji Żywności i Leków (FDA). Naukowcy badają, jak te narzędzia wpływają na szlaki stresu w organizmie i czy rzeczywiście są w stanie dostarczyć spokoju, który obiecują. Nerw błędny zaczyna się w rdzeniu przedłużonym – najniższej części pnia mózgu – i biegnie dwoma pasmami w dół, po obu stronach ciała. – To autostrada, którą mózg przekazuje informacje praktycznie do każdego naszego narządu – mówi Navaz Habib, założyciel praktyki medycyny funkcjonalnej Health Upgraded i autor książki „Activate Your Vagus Nerve”. Nazwa wzięła się stąd, że nerw błędny „błądzi” po całym organizmie. Ten nerw znajduje się w centrum autonomicznego układu nerwowego, który odpowiada za automatyczne funkcje organizmu. Dwie jego gałęzie – współczulna i przywspółczulna – działają jak biologiczna huśtawka: jedna uruchamia reakcję walki lub ucieczki, druga przywraca spokój. – Nerw błędny to główny nerw kontrolujący przywspółczulny układ nerwowy – wyjaśnia Mill Etienne, profesor neurologii i chorób wewnętrznych w New York Medical College. Pobudzając uwalnianie neuroprzekaźnika acetylocholiny, nerw błędny obniża tętno i ciśnienie krwi, a jednocześnie wspiera trawienie i działanie układu odpornościowego. – Dlatego tak bardzo zależy nam na aktywacji nerwu błędnego, żeby przywrócić równowagę układu nerwowego – podkreśla Etienne. Gdy ta równowaga jest zakłócona, skutki często objawiają się jako problemy ze snem, niska energia, trudności psychiczne i kłopoty jelitowo-trawienne. Jak rozwijała się technologia VNS? Badania nad stymulacją nerwu błędnego (VNS, vagus nerve stimulation) rozpoczęły się w latach 80. XX wieku. Naukowcy testowali ją wtedy jako potencjalną metodę leczenia padaczki. Urządzenia wszczepiano pacjentom w okolicę szyi, blisko przebiegającego tam nerwu błędnego, i sterowano nimi z zewnątrz. – Głównym parametrem oceny była redukcja częstości napadów o ponad 50 procent, dlatego FDA zatwierdziła stosowanie VNS w leczeniu napadów padaczkowych w 1997 roku – mówi Timea Hodics, neurolog i badaczka udarów mózgu w szpitalu Houston Methodist. – W trakcie tych badań zaobserwowano też poprawę depresji u pacjentów, więc kolejne zatwierdzenie pojawiło się w 2005 roku. Pierwsze zatwierdzenie przez FDA dla przezskórnych, czyli nie wszczepianych, urządzeń VNS nastąpiło w 2018 roku – w leczeniu klasterowych bólów głowy i migren. Kolejne zastosowanie, rehabilitacja poudarowa, zostało zatwierdzone w 2021 roku. Wersje konsumenckie pojawiły się na rynku około pięć lat temu. Wykorzystują te same zasady bioelektryczne co implanty, ale są to urządzenia trzymane w dłoni lub przypominające słuchawki. Przeznaczone są do krótkiego, codziennego użycia – zwykle od kilku minut do mniej więcej godziny. Dostarczają łagodne impulsy elektryczne przez skórę ucha (auricular) lub szyi (cervical). Ponieważ w tym przypadku elektrody tylko „przybliżają się” do przebiegu nerwu, jak tłumaczy Etienne, natężenie prądu jest zmniejszone – musi on bowiem przejść przez tkankę skórną. – Kolejna duża różnica polega na tym, że kiedy urządzenie jest wszczepione w ciało pacjenta, możemy zagwarantować, że każdego dnia otrzyma on określoną dawkę stymulacji – dodaje. Co mówią badania? Podczas gdy wszczepiane systemy VNS są bardzo dobrze przebadane, ilość badań dotyczących nowszych, nieinwazyjnych wersji jest wciąż ograniczona. W badaniu z 2023 roku wykazano, że przezskórna stymulacja nerwu błędnego (tVNS) obniżała ostry stres u zdrowych młodych dorosłych w pięciu różnych parametrach fizjologicznych. Zastosowano tam częściowo zaślepiony schemat, aby ograniczyć efekt placebo. W badaniu z 2024 roku wykazano, że tVNS była „silnym i skutecznym” narzędziem redukującym lęk u emerytowanych nauczycieli. W obu pracach liczebność próby była jednak niewielka – odpowiednio 19 i 60 osób. – Pytanie brzmi, czy tVNS rzeczywiście zmniejszyła lęk jako taki, czy tylko złagodziła jego objawy – komentuje Hodics, odnosząc się do drugiego z badań. – Chciałabym zobaczyć dodatkowe, obiektywne miary, które pozwoliłyby to ocenić. Z kolei inne badanie z 2024 roku, w którym wzięło udział 68 osób z przewlekłą bezsennością, wykazało istotną poprawę jakości snu. Hodics zwraca jednak uwagę, że opiera się ono głównie na subiektywnych, samodzielnie raportowanych ocenach uczestników, a nie na danych możliwych do obiektywnej obserwacji. Mimo tych zastrzeżeń naukowcy odkrywają intrygujące punkty wspólne między bioelektryką a praktykami uważności. W randomizowanym badaniu kontrolowanym, opublikowanym w sierpniu, wykazano, że tVNS wzmacniała trening współczucia wobec siebie. Autorzy zasugerowali, że może być użytecznym narzędziem do „wzmacniania psychoterapii opartych na medytacji”. Na co warto uważać? Na obecnym etapie badań eksperci są zgodni, że stymulacja nerwu błędnego może być najbardziej przydatna jako uzupełnienie innych technik radzenia sobie ze stresem, a nie ich zamiennik. – Zawsze traktuję stymulację nerwu błędnego jako narzędzie wspierające. Nigdy nie jest ona głównym elementem terapii – podkreśla Habib, który sam używa urządzenia VNS przez kilka minut dziennie, zanim zacznie pracę. Kiedy uaktywnia się reakcja walki lub ucieczki, taka stymulacja może być – jak mówi – kotwicą, która pomaga wrócić do spokojnego, miarowego oddechu. Jednocześnie eksperci przypominają, że istnieje wiele innych sposobów wywołania podobnego efektu. – Spacer w naturze to świetny sposób na aktywację nerwu błędnego – sugeruje Etienne. Poleca również jogę, tai-chi i głębokie oddychanie. Habib dodaje do tej listy „mruczenie, intonowanie mantr”, płukanie gardła, śpiew, zimne kąpiele, saunę oraz pranajamę, czyli jogiczne techniki oddechowe. Urządzenia VNS są na ogół niskiego ryzyka, ale – jak zaznacza Habib – warto pamiętać o kilku kwestiach bezpieczeństwa. – Największy problem pojawia się wtedy, gdy ktoś ma w ciele metalowy implant – na przykład rozrusznik serca, implant ślimakowy, śruby lub druty pooperacyjne – mówi. Urządzenia nie były też badane pod kątem stosowania w ciąży. Etienne dodaje, że najlepiej jest korzystać z nich pod „jakąś formą nadzoru” pracownika ochrony zdrowia. Lepiej najpierw zająć się podstawowymi przyczynami stresu lub lęku, zamiast ryzykować, że ktoś stanie się „zależny od maszyny”. Choć idea „zhakowania” układu nerwowego brzmi kusząco, Habib przypomina, żeby nie zapominać o jednej z najskuteczniejszych, a zarazem najstarszych form aktywacji nerwu błędnego – śmiechu. – Jedną z najlepszych rzeczy, jakie możesz zrobić, jest wyjść z przyjaciółmi i się pośmiać – mówi. – Kiedy czujesz więź z innymi ludźmi, wchodzisz w stan poczucia bezpieczeństwa, a wtedy nerw błędny się uaktywnia. Źródło: National Geographic
Nowy implant mózgowy dekoduje „wewnętrzny monolog” człowieka. To przełom
Naukowcy z Uniwersytetu Standforda zbudowali przełomowy interfejs mózg-komputer, zdolny dekodować wewnętrzną mowę człowieka. Tego typu rozwiązanie może pomóc sparaliżowanym ludziom w komunikacji ze światem.
Eksperci z zakresu neurologii i inżynierii opracowali interfejs mózg-komputer (BCI), który może przechwytywać i dekodować wewnętrzny monolog danej osoby. W przeciwieństwie do niektórych poprzednich systemów, nowy interfejs mózg-komputer nie wymaga od używających go osób fizycznej próby mówienia. Zamiast tego muszą one po prostu pomyśleć o tym, co chcą powiedzieć. To przełom najbardziej zbliżony do telepatii. Tylko zamiast mutacji występującej u Profesora Xaviera – fikcyjnej postaci znanej z komiksów o przygodach X-Menów, wykorzystuje się w tym celu komputer. Gdy mózg myśli o mówieniu – Po raz pierwszy udało nam się zrozumieć, jak wygląda aktywność mózgu w sytuacji, gdy nie próbujemy mówić, a tylko myślimy o mówieniu – napisała w oświadczeniu współautorka badania Erin Kunz, inżynier elektryk z Uniwersytetu Stanforda. Erin Kunz przekonuje, że ludziom z poważnymi zaburzeniami mowy i motoryki interfejsy mózg-komputer zdolne do dekodowania wewnętrznej mowy mogą pomóc w znacznie łatwiejszej i bardziej naturalnej komunikacji. A to dawałoby im dużą samodzielność i możliwość nawiązywania relacji. Interfejsy mózg-komputer nie są nowym wynalazkiem. Pierwsze, bardzo proste urządzenia były testowane już kilkadziesiąt lat temu. Prowadzono wówczas pierwsze eksperymenty z rejestrowaniem sygnałów mózgowych (EEG) w celu sterowania prostymi urządzeniami. W 1973 roku Jonathan Wolpaw i inni zaczęli testy sterowania komputerem za pomocą EEG u ludzi i zwierząt. Nieco ponad dekadę później powstają pierwsze komercyjne systemy EEG do sterowania wskaźnikami lub wózkami inwalidzkimi. Ogromny rozwój tego typu interfejsów miał miejsce od lat 2000 do dzisiaj. Mowa zarówno o interfejsach inwazyjnych, jak i nieinwazyjnych, w tym np. o systemie Neuralink, implantach w korze ruchowej umożliwiające sterowanie komputerem i protezami z dużą precyzją. Zdekodować mowę wewnętrzną Używany przez cierpiącego na stwardnienie zanikowe boczne profesora Stephena Hawkinga system mowy nie był interfejsem typu mózg-komputer. Hawking używał systemu komunikacji opartego na czujniku mięśni policzka, który pozwalał mu wybierać litery i słowa na ekranie komputera. Wiele opracowanych do tej pory interfejsów BCI, które pomagają ludziom komunikować się, wymaga od nich fizycznej próby mówienia. Na tej bazie próbują zinterpretować to, co chce przekazać chory. Proces ten może być męczący dla osób z ograniczoną kontrolą mięśni. Naukowcy biorący udział w omawianym badaniu zastanawiali się, czy zamiast tego mogliby dekodować mowę wewnętrzną. Erin Kunz i jej współpracownicy pracowali z czterema osobami sparaliżowanymi w wyniku udaru lub stwardnienia zanikowego bocznego (ALS), choroby zwyrodnieniowej, która atakuje komórki nerwowe odpowiedzialne za kontrolę mięśni. Uczestnikom wszczepiono elektrody do mózgu w ramach badania klinicznego dotyczącego sterowania urządzeniami wspomagającymi za pomocą myśli. Następnie badacze wyszkolili modele sztucznej inteligencji do dekodowania mowy wewnętrznej i próbnej mowy na podstawie sygnałów elektrycznych odbieranych przez elektrody w mózgach uczestników. Myśli chronione hasłem Zespół odkrył, że modele dekodowały zdania, które uczestnicy „wypowiadali” wewnętrznie w swoich umysłach, z dokładnością do 74%. Wykrywały one również naturalną mowę wewnętrzną danej osoby podczas zadań, które tego wymagały, takich jak zapamiętanie kolejności serii strzałek wskazujących różne kierunki. Jednym z dylematów etycznych związanych z interfejsami mózg-komputer jest to, że mogą one potencjalnie dekodować prywatne myśli ludzi, a nie to, co zamierzali powiedzieć na głos. Dlatego badacze wprowadzili dodatkowe zabezpieczenie. Ich interfejs chroniony jest hasłem. Uczestnicy mogli w dowolnym momencie komunikować się za pomocą mowy próbowanej, ale interfejs rozpoczynał dekodowanie mowy wewnętrznej dopiero po wypowiedzeniu w myślach hasła „chitty chitty bang bang”. Chociaż interfejs BCI nie był w stanie dekodować pełnych zdań, gdy osoba nie myślała wyraźnie słowami, zaawansowane urządzenia mogą być w stanie to zrobić w przyszłości – napisali naukowcy w badaniu. Źródło: LiveScience Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Śmierć to nie koniec? Naukowcy przywrócili aktywność w martwym oku 5 godzin po zgonie
Śmierć może nie być końcem – tak sugerują badania, w których naukowcom udało się przywrócić aktywność komórek siatkówki ludzkiego oka aż pięć godzin po zgonie. Przełomowe odkrycie rodzi nowe pytania o granice życia i śmierci.
Spis treści: Czy komórki nerwowe można uratować po śmierci mózgowej? Eksperyment na mózgach świń. Czy trzeba zdefiniować śmierć na nowo? Nowy przełom: udało się przywrócić aktywność neuronów w ludzkim oku Fotoreceptory obudzone po śmierci. Naukowcy zarejestrowali fale b w siatkówce Czy definicja śmierci mózgowej powinna zostać zmieniona? Zespół amerykańskich naukowców przeprowadził eksperyment, który może wpłynąć na sposób, w jaki definiujemy śmierć. Oczy pobrane od dawców organów tuż po zgonie reagowały na światło, a ich komórki wysyłały sygnały przypominające te, które występują u żywych ludzi. To pierwszy raz, kiedy zaobserwowano tego typu reakcje w ludzkim oku tak długo po śmierci klinicznej. Czy komórki nerwowe można uratować po śmierci mózgowej? Po tzw. śmierci mózgowej możliwe jest pobranie do przeszczepu wielu narządów. Może być to serce, nerka, wątroba czy płuco. Jednak mózg i komórki układu nerwowego były dotychczas poza zasięgiem lekarzy. Gdy ustaje krążenie, centralny układ nerwowy jako całość umiera tak szybko, że jakiekolwiek próby potrzymania jego aktywności skazane są na niepowodzenie. Przynajmniej tak było dotychczas. Naukowcy odkrywają bowiem, że różne rodzaje neuronów reagują inaczej na brak tlenu. A to otwiera możliwości podtrzymywaniu ich przy życiu nawet po ustaniu krążenia. Eksperyment na mózgach świń. Czy trzeba zdefiniować śmierć na nowo? O tym, że jest to możliwe nie tylko teoretycznie, przekonaliśmy się w 2018 r. Naukowcy z Uniwersytetu Yale ogłosili wówczas, że udało im się podtrzymać przy życiu mózgi świń przez 36 godzin po śmierci zwierząt. Badacze dokonali tego, hamując degradację tkanki nerwowej. Pomogła w tym sztuczna krew, utrzymanie odpowiedniej temperatury, podawanie tlenu i składników odżywczych. To badanie było relacjonowane na całym świecie. Wzbudziło też wątpliwości etyczne. Co by było, gdyby podobnie potraktowano ludzkie mózgi? Oprócz głosów domagających się wprowadzenia uregulowań, które ustalałyby zasady prowadzenia podobnych badań, pojawiły się też inne. Uczeni pytali, czy nie należałoby przypadkiem zmienić definicji śmierci – skoro ustanie aktywności mózgu może być odwracalne? Nowy przełom: udało się przywrócić aktywność neuronów w ludzkim oku Naukowcy przeprowadzający badanie z 2018 r. podkreślali, że aktywność mózgu świń była znikoma. Nie istniała szansa, by którykolwiek mózg „wiedział”, co się z nim dzieje. Metody zastosowane cztery lata temu wykorzystał teraz zespół badaczy z Uniwersytetu Utah i instytutu Scripps Research. Stosując je, naukowcy zdołali przywrócić zsynchronizowaną aktywność neuronom gałki ocznej kilka godzin po śmierci dawcy. Swoje eksperymenty opisali w artykule opublikowanym właśnie w czasopiśmie naukowym „Nature”. – Sprawiliśmy, że komórki siatkówki komunikowały się ze sobą tak samo, jak to robią w żywym oku – powiedział Frans Vinberg, jeden z naukowców zaangażowanych w badania. – We wcześniejszych badaniach udawało się przywrócić ograniczoną aktywność w gałkach ocznych dawców. Jednak nigdy w plamce żółtej i nigdy w stopniu, który zaprezentowaliśmy – dodał. Fotoreceptory obudzone po śmierci. Naukowcy zarejestrowali fale b w siatkówce Plamka żółta to miejsce na siatkówce oka, gdzie znajduje się najwięcej fotoreceptorów. Naukowcy wykorzystali w badaniach gałki oczne uzyskane od ludzkich dawców oraz od myszy. Zdołali kilka godzin po śmierci sprawić, że komórki plamki żółtej zaczęły wykazywać aktywność elektryczną. Dokładniej – stymulowane komórki wytwarzały sygnały elektryczne związane z pojawianiem się tzw. fal b (b-wave). To pojęcie związane z elektroretinografią, czyli badaniem aktywności elektrycznej siatkówki. Pod wpływem impulsów świetlnych powstaje wykres obrazujący wartości napięcia w gałce ocznej. Widać na nim dwa rodzaje fal – tzw. fale a i fale b. Właśnie te drugie zaobserwowano kilka godzin po śmierci w tkance siatkówki. – Udało nam się obudzić fotoreceptory w plamce żółtej – mówi biomedyczka Fatima Abbas. – Reagowały na białe światło, światło kolorowe oraz przyćmione błyski – opowiada. Czy definicja śmierci mózgowej powinna zostać zmieniona? Badania stawiają pod znakiem zapytania poprawność obecnie stosowanych definicji śmierci mózgowej. W niektórych definicjach mówi się o zaniku zsynchronizowanej aktywności neuronów. Czyli właśnie o tym, co udało się przywrócić naukowcom. – Siatkówka to część centralnego układu nerwowego. Pojawienie się fal b, które zademonstrowaliśmy w place żółtej, każe zapytać, czy śmierć mózgowa, tak jak jest definiowana obecnie, faktycznie jest nieodwracalna – napisali autorzy pracy. Naukowcy mają nadzieję, że ich badania przyczynią się do dalszych prac nad przeszczepami komórek nerwowych z narządu wzroku. Źródło: Nature Nasza ekspertka Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu popularnonaukowego „Focus”. Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Australijska firma stworzyła komputer z ludzkimi neuronami. Można go wynająć lub kupić
To nie science-fiction: komputer z 800 tys. żywych ludzkich neuronów nie tylko już istnieje, ale trafił do sprzedaży. Startup z Australii oferuje urządzenie oparte na układach scalonych i komórkach nerwowych. System jest zdolny do podtrzymania życia neuronów przez pół roku.
Spis treści Hybryda mózgu i krzemu – niezwykła technologia w praktyce Potencjał CL1 w badaniach nad kreatywnością i mózgiem Australijski startup Cortical Labs we współpracy z brytyjską firmą bit.bio opracował niezwykły komputer, niczym z powieści science-fiction. Obok elektroniki tworzy go sieć neuronalna zbudowana z żywych ludzkich komórek nerwowych. Hybryda mózgu i krzemu – niezwykła technologia w praktyce Hybrydowy komputer CL1, łączący krzemowe układy scalone z ludzkimi neuronami, bazuje na wcześniejszym prototypie DishBrain – kulturze neuronów która wsławiła się tym, że samodzielnie grała w grę Pong. DishBrain nauczył się grać w Ponga lepiej i efektywniej niż zwykły model sztucznej inteligencji. Każdy CL1 zawiera około 800 000 neuronów hodowanych bezpośrednio na chipie krzemowym, wspieranych przez specjalistyczny system podtrzymujący ich funkcje życiowe. Szacowany czas życia neuronów w komputerze, a zatem i działania takiego komputera – to pół roku. Choć obecne możliwości CL1 nie dorównują superkomputerom, wyróżnia go wyjątkowa energooszczędność – cała szafa typu rack, zapełniona biokomputerami CL1, zużyłaby zaledwie 1 000 watów, co jest ułamkiem obecnie zużywanej energii. Takie szafy są standardem w centrach danych, centrach AI i serwerowniach. Nowoczesne centra sztucznej inteligencji powstają jak grzyby po deszczu, a ich zapotrzebowanie na energię jest już tak duże, że cyfrowi giganci tacy jak Meta, Google, Amazon czy Microsoft, interesują się budową własnych elektrowni atomowych. Potencjał CL1 w badaniach nad kreatywnością i mózgiem System CL1 potrafi uczyć się i adaptować w czasie rzeczywistym, a więc ma potencjał, którego nie oferują tradycyjne modele cyfrowe. Neurony, będące efektem czterech miliardów lat ewolucji, są samo-programujące i wysoce elastyczne, co czyni je wyjątkowym narzędziem. CL1 otwiera nowe możliwości dla eksperymentów naukowych, szczególnie w badaniach nad mózgiem, kreatywnością czy zaburzeniami neurologicznymi. Przykładowo, kultury komórkowe pozyskane od osób z padaczką nie uczą się efektywnie, ale po zastosowaniu leków przeciwpadaczkowych ich zdolność uczenia się wzrasta. Potencjalnie taki biokomputer mógłby posłużyć do etycznych i niedrogich testów nowych leków. Neurony na potrzeby komputerów CL1 są hodowane z próbek pobranych ze skóry i krwi dorosłych dawców. Pomimo ograniczeń, takich jak sześciomiesięczny czas życia komórek, technologia ta ma ogromny potencjał, zwłaszcza w kontekście ograniczenia zużycia energii i wpływu na środowisko. Pierwsze egzemplarze CL1 mają kosztować 35 000 dolarów, a zdalny dostęp do systemu można będzie wykupić za 300 dolarów tygodniowo. Źródło: Science Alert Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Mózg działa inaczej niż sądziliśmy. Pojedyncze neurony potrafią jednocześnie pracować nad wieloma zadaniami
Amerykańscy neurobiolodzy doszli do zaskakujących wniosków. Mózg jest znacznie lepszym wielozadaniowcem, niż do tej pory sądzono. Nawet pojedynczy neuron jednocześnie przekazuje informacje na różne sposoby.
Spis treści Plastyczność synaptyczna – podstawa uczenia się Neurony są wielozadaniowe Znaczenie nowego badania Ludzie poprzez nowe doświadczenia nieustannie się uczą, a nasze mózgi codziennie tworzą nowe wspomnienia. Nowe hobby, wypróbowanie nowego przepisu, interesujące nas wiadomości ze świata, a nawet piękny widok – mózg przechowuje wiele z tych wspomnień przez lata lub dekady. To, w jaki sposób mózg tworzy wspomnienia, wciąż nie jest do końca jasne. Badanie neurobiologów opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Science” rzuca nowe światło na ten proces. Okazuje się, że neurony pracują inaczej, niż do tej pory sądzono. Plastyczność synaptyczna – podstawa uczenia się Mózg ssaków składa się z miliardów komórek nerwowych (neuronów). Przewodzą one między sobą impulsy elektryczne i jest to, podobnie jak w komputerach, podstawa przetwarzania i zachowania informacji. Impulsy są przekazywane za pomocą synaps – połączeń między neuronami. Pojedynczy neuron ma mnóstwo rozgałęzień (dendrytów), zakończonych nawet tysiącami synaps. Zebrane przez dendryty sygnały trafiają do ​​wnętrza neuronu, gdzie integruje on wszystkie te sygnały, a potem generuje i wysyła własne. To właśnie zbiorowa aktywność elektryczna w grupach neuronów odpowiada za przechowanie informacji i formowanie wspomnień na podstawie różnych doświadczeń. Przez dekady neurobiolodzy uważali, że mózg uczy się, zmieniając połączenia synaptyczne. Nowe doświadczenia sprawiają, że niektóre połączenia stają się silniejsze, a inne słabsze. Ten proces to tzw. plastyczność synaptyczna. Pojawia się tu jednak ważne pytanie: jak neuron decyduje, które połączenia wzmocnić, a które osłabić? Czy istnieją jakieś definiowalne zasady, którymi można to opisać? To zagadnienie było dotychczas białą plamą na mapie neurobiologii. Badanie opublikowane w „Science” rzuca nowe światło na ten problem. Neurony są wielozadaniowe Amerykańscy naukowcy z Uniwersytetu Stanforda postanowili przyjrzeć się aktywności poszczególnych połączeń synaptycznych w mózgu podczas nauki. Ich celem było znalezienie wzorców plastyczności synaptycznej. Aby to zrobić, genetycznie zakodowali biosensory w neuronach myszy. Biosensory aktywowały się podczas przekazywania impulsów przez neurony, co umożliwiało obserwację „live”, w czasie rzeczywistym. A myszom polecono zadanie do rozwiązania: miały naciskać dźwignię do określonej pozycji po sygnale dźwiękowym, aby dostać wodę do picia. Wyniki okazały się zaskakujące i niezwykle ciekawe. Dotychczas uważano, że neurony często aktywne elektrycznie niejako przyciągają się wzajemnie, tworząc silniejsze połączenia synaptyczne między sobą. To tzw. reguła Hebba. Ale obserwacje uczących się myszy pokazały, że neurony są znacznie bardziej wielozadaniowe: jedne synapsy działały w nich według reguły Hebba, a inne nie. Czyli w jednej komórce różne synapsy zachowywały się zupełnie inaczej, stosując przynajmniej dwa zestawy reguł. Neuron okazał się samodzielnym bytem, „odsiewającym” informacje na poziomie komórkowym. Innymi słowy – neurony mogą wykonywać wiele zadań jednocześnie. To sugeruje, że nie jest konieczna wcześniejsza strukturalna organizacja zespołów neuronów do przechowywania pamięci. Zamiast tego nawet pojedyncze neurony mogą samodzielnie organizować i przechowywać złożone wspomnienia. Znaczenie nowego badania To odkrycie może mieć ważne, dające nadzieję konsekwencje. Wiele chorób i zaburzeń mózgu (np. depresja) wynika z jakiejś formy nieprawidłowego działania synaps. Jeśli lepiej zrozumiemy ten synaptyczny „multitasking”, być może pojawią się szanse na nowe terapie. Odkrycie może mieć też znaczenie dla rozwijania sztucznej inteligencji. Sieci neuronowe leżące u podstaw AI były inspirowane sposobem działania mózgu. Jednak reguły uczenia się, których naukowcy używają do trenowania modeli AI są zazwyczaj jednolite. Nowe badanie dostarcza inspiracji do tego, jak rozwijać bardziej realistyczne biologicznie modele AI, potencjalnie bardziej wydajne. Źródło: Science Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Neurobiolodzy nie mają wątpliwości. Ten znany wszystkim stan działa jak reset dla mózgu
Nuda może wydawać się nieprzyjemna, ale badania pokazują, że odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu mózgu. To nie tylko chwila bezczynności – to stan, który wspiera kreatywność, samoświadomość i emocjonalną równowagę.
Spis treści Jak działa mózg w stanie nudy? Nadmierna stymulacja – ukryty problem współczesności Dlaczego warto się czasem ponudzić? Znamy ją wszyscy: ten dziwny stan, w którym czujemy że nie mamy nic do roboty i zaczynamy rozglądać się za czymkolwiek, co nas pobudzi. Bywa, że oglądamy film, który stopniowo coraz bardziej nas irytuje, zamiast zaciekawiać. I stopniowo odpływamy we własne rozmyślania. „Nuda, nic się nie dzieje proszę pana” – to zdanie wypowiedziane w filmie „Rejs” znamy wszyscy. A jednak, jak wskazują neurobiolodzy, nuda nie jest przeżyciem wyłącznie negatywnym. Może być wręcz zbawienna dla mózgu. Jak działa mózg w stanie nudy? Nuda to uczucie dobrze znane każdemu z nas – pojawia się, gdy tracimy zainteresowanie wykonywaną czynnością lub brakuje nam bodźców. Objawia się trudnością w skupieniu uwagi, zniecierpliwieniem i wrażeniem powolnie płynącego czasu. Szczególnie źle wydają się znosić ją dzieci. Zarówno dzieci, jak i dorośli stosują różne, nie zawsze skuteczne metody na zabicie nudy. Jednak analiza pracy mózgu podczas nudy pokazuje, że nasz najważniejszy organ działa wówczas w szczególny sposób: jego różne regiony współpracują ze sobą. W mózgu funkcjonuje sieć powiązanych ze sobą obszarów odpowiedzialnych za różne funkcje. Gdy zaczynamy się nudzić, aktywność sieci uwagi, która filtruje bodźce i pozwala się skupić, zaczyna spadać. Równocześnie zmniejsza się działanie tzw. sieci czołowo-ciemieniowej, odpowiedzialnej za utrzymanie zaangażowania w zadanie. W tym samym czasie aktywuje się sieć domyślna, która przekierowuje naszą uwagę na wewnętrzne przemyślenia i introspekcję. To część mózgu umożliwiająca refleksję i samopoznanie, aktywująca się tez podczas odpoczynku. W trakcie nudy aktywują się są też inne struktury mózgu: wyspa, która analizuje sygnały z ciała i emocje oraz ciało migdałowate, odpowiedzialne za przetwarzanie negatywnych emocji. Dodatkowo aktywuje się kora przedczołowa, motywując nas do poszukiwania bardziej angażujących bodźców. To nie pierwszy raz, kiedy ograniczenie bodźców okazuje się czymś korzystnym dla mózgu. Podobne działanie ma też deprywacja sensoryczna. Nadmierna stymulacja – ukryty problem współczesności Dzisiejszy świat dostarcza nam nadmiaru informacji i prowokuje do nieustannej aktywności. Wiele osób żyje w szybkim tempie, planując każdą chwilę dnia. Nawet w wolnym czasie sięgamy np. po smartfon, by „czymś się zająć”. W ten sposób tkwimy w ciągłym „trybie działania”. Stała stymulacja może prowadzić do przeładowania układu nerwowego. Układ współczulny jest aktywowany zbyt często i na zbyt długo, co skutkuje tzw. przeciążeniem allostatycznym. To stan zwiększający ryzyko zaburzeń lękowych i psychicznych (np. depresji). Całkowicie eliminując nudę z życia, odbieramy sobie naturalną możliwość resetu tego układu. Dlaczego warto się czasem ponudzić? W rozsądnych dawkach nuda może być zdrowym antidotum na przestymulowanie. Jej pozytywne skutki to np.: wzrost kreatywności – w chwilach nudy umysł ma przestrzeń na swobodne dryfowanie myśli i tworzenie nowych idei; rozwój samodzielności – brak bodźców zewnętrznych zmusza nas do szukania alternatyw; wsparcie dla samooceny i regulacji emocjonalnej – uczymy się tolerować własne emocje i obserwować je bez rozpraszaczy; oduczenie natychmiastowej gratyfikacji – nuda zniechęca do kompulsywnego korzystania np. ze smartfona; reset dla układu nerwowego – ograniczenie bodźców pomaga obniżyć poziom lęku i przywraca równowagę sensoryczną. Źródło: The Conversation Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Słynny nominowany do Oscara film posłużył do badań nad uzależnieniem od heroiny
„Trainspotting" Danny’ego Boyle'a to jeden z najmocniejszych filmów o uzależnieniu, jakie kiedykolwiek nakręcono. Jego wyjątkowy realizm został wykorzystany w zaskakującym celu. W ramach badania mózgu film wyświetlono osobom uzależnionym.
Spis treści Fenomen „Trainspotting” Badanie mózgu z pomocą „Trainspotting” Sztuka potrafi zmienić ludzkie życie – z tym stwierdzeniem zgodzi się chyba większość z nas. Książka, film czy spektakl potrafią nami wstrząsnąć na tyle, że podejmujemy radykalne decyzje kierujące nas na zupełnie nowe tory. Okazuje się, że wyjątkowe dzieła potrafią jeszcze więcej: mogą pomóc także nauce. Naukowcy z Mount Sinai Hospital w USA wykorzystali słynny film „Trainspotting” do badań nad mózgami osób uzależnionych od heroiny. Fenomen „Trainspotting” „Trainspotting” to kultowy brytyjski film w reżyserii Danny’ego Boyle’a, oparty na powieści Irvine’a Welsha. Opowiada o grupie młodych chłopaków z Edynburga, których życie kręci się wokół heroiny. Główny bohater, Mark Renton (w tej roli Ewan McGregor), próbuje zerwać z nałogiem i zmienić swoje życie, ale ciągle wraca do toksycznego środowiska. Film podbił serca krytyków i widzów ironicznym humorem, kreacjami aktorskimi, realizmem i kultową dziś ścieżką dźwiękową. Krytycy chwalili film za autentyczność, styl i świeże podejście do trudnej tematyki. „Trainspotting” doczekał się nominacji do Oscara za najlepszy scenariusz adaptowany. Zdobył też m.in. nagrodę BAFTA za najlepszy scenariusz oraz nagrody British Independent Film Awards. To dziś mówi się, że to jedno z najważniejszych dzieł brytyjskiego kina lat 90. Badanie mózgu z pomocą „Trainspotting” W uzależnieniu dochodzi do tzw. zaburzonego nadawania znaczenia bodźcom. W przypadku uzależnienia od środków odurzających sygnały związane na przykład z narkotykami patologicznie przyćmiewają inne źródła nagrody. Naukowcy przewidywali, że podczas oglądania filmu o tej tematyce, mózgi osób uzależnionych będą reagować mocniej podczas scen związanych z narkotykami. W badaniu opublikowanym na łamach „Brain” naukowcy z Mount Sinai Hospital wykorzystali do tego celu film „Trainspotting” jako realistyczny bodziec. To nowatorskie podejście w badaniach neuroobrazowania mózgu. Uczestnikami badania były osoby uzależnione od heroiny. Wyświetlano im film, jednocześnie mierząc aktywność ich mózgów. Odkryto, że ich kora oczodołowo-czołowa wykazywała wyjątkową aktywność, w synchronizacji z treściami związanymi z narkotykami. Aktywność była znacznie wyższa niż podczas scen pokazujących np. jedzenie czy interakcje społeczne. To potwierdza hipotezę, że w uzależnieniu dochodzi do nieadaptacyjnego wyolbrzymienia bodźców związanych z narkotykami, kosztem innych źródeł nagrody. Co istotne, u osób, które przeszły leczenie i były w stanie abstynencji, zaobserwowano znaczące zmniejszenie reakcji kory oczodołowo-czołowej. Sugeruje to, że leczenie przywraca równowagę w układzie nagrody w mózgu. Źródło: Brain Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Neuronalne komórki macierzyste odkryto poza mózgiem. Czeka nas przełom w medycynie
Międzynarodowy zespół naukowców dokonał przełomowego odkrycia, identyfikując neuronalne komórki macierzyste (NSC) poza ośrodkowym układem nerwowym. Dotychczas uważano, że NSC występują wyłącznie w mózgu i rdzeniu kręgowym. Odkrycie otwiera nowe perspektywy dla medycyny, szczególnie leczenia chorób neurodegeneracyjnych.
Spis treści Komórki macierzyste: czarodzieje biologii Niezwykłe zdolności nowo odkrytych komórek pNSC dają nadzieję na leczenie wielu chorób Międzynarodowy zespół naukowców pod kierownictwem prof. Hansa Schölera z Instytutu Maxa Plancka w Münster (Niemcy) znalazł nowy rodzaj komórek macierzystych. Nowo odkryte komórki, nazwane obwodowymi neuronalnymi komórkami macierzystymi (pNSC) znaleziono w różnych tkankach myszy, w tym w płucach i ogonie. pNSC mają zdolności typowe dla komórek macierzystych. Potrafią się przekształcić w inne typy komórek układu nerwowego, m.in. w neurony i komórki glejowe. Możliwość łatwej regeneracji neuronów byłaby rewolucją. Odkrycie daje nadzieję na skuteczne leczenie urazów i chorób układu nerwowego. Komórki macierzyste: czarodzieje biologii Komórki macierzyste występują w organizmach wielokomórkowych i są prawdziwymi czarodziejami biologii. Nie dotyczą ich ograniczenia, jakim podlegają zwykłe komórki. Mogą, po pierwsze, dzielić się nieograniczoną ilość razy, a po drugie – przekształcić się w dowolny rodzaj tkanki. Dzięki temu biorą udział w rozwoju zarodkowym, regeneracji tkanek oraz naprawie uszkodzeń w organizmie. Występują zarówno w zarodkach, płodach, jak i dorosłych organizmach. Istnieje wiele ich rodzajów. Mogą przekształcać się w liczne (komórki pluripotencjalne), niektóre (multipotencjalne) lub tylko jeden typ komórek (unipotencjalne). Ich różnorodność wykorzystywana jest m.in. w terapii nowotworów krwi, leczeniu uszkodzonych narządów, testowaniu leków czy inżynierii tkankowej. Najbardziej obiecujące medycznie są komórki macierzyste występujące w dojrzałych organizmach. Są to m.in. komórki krwiotwórcze szpiku, mięśniowe komórki satelitowe oraz neuronalne komórki macierzyste, czyli bohaterki przełomowego badania. Biorą udział w regeneracji i naprawianiu uszkodzeń w tkankach przez całe życie. Ich potencjalne wykorzystanie do leczenia chorób to jeden z najważniejszych kierunków badań i „święty Graal” medycyny. Niezwykłe zdolności nowo odkrytych komórek Nowo odkryte pNSC wykazują kluczowe cechy typowe dla neuronalnych komórek macierzystych. M.in. posiadają charakterystyczne geny Sox1 i Sox2 oraz zdolność do różnicowania się w różne typy komórek nerwowych, w tym neurony i komórki glejowe. Ich najbardziej niezwykłą cechą jest jednak to, że występują poza mózgiem i rdzeniem kręgowym. Zespół prof. Schölera wyizolował pNSC z mysich oskrzeli, a następnie z sukcesem doprowadził do ich dzielenia się w warunkach laboratoryjnych. Znaleziono je także w innych tkankach. Odkrycie sugeruje, że organizmy ssaków mogą mieć znacznie bardziej rozbudowany potencjał regeneracyjny niż dotąd sądzono. Co więcej fakt, że pNSC występują poza mózgiem i rdzeniem kręgowym, otwiera nowe możliwości w zakresie ich pozyskiwania. Terapie oparte na komórkach macierzystych mogą dzięki temu być znacznie łatwiejsze, bez potrzeby trudnych i inwazyjnych zabiegów na mózgu i rdzeniu. pNSC dają nadzieję na leczenie wielu chorób Konsekwencje tego odkrycia mogą być tak ważne, że przed publikacją badania zostało ono sprawdzone aż przez 10 laboratoriów naukowych. Jeśli pNSC istnieją także u ludzi, będą mogły stanowić łatwo dostępne źródło komórek macierzystych, które można będzie wykorzystać do leczenia chorób takich jak urazy rdzenia kręgowego, choroba Parkinsona czy Alzheimera. Kolejne badania będą miały na celu ustalenie czy pNSC istnieją u ludzi i zbadanie ich pełnego potencjału terapeutycznego. Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie „Nature Cell Biology”. Już teraz budzi ono ogromne zainteresowanie środowiska naukowego oraz lekarzy zajmujących się medycyną regeneracyjną. Źródło: Nature Cell Biology Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
To nie jest zdjęcie kosmosu. Naukowcy opracowali najdokładniejszą mapę mózgu w historii
Zespół badaczy z USA opracował przełomową mapę mózgu ssaka, obrazującą pół miliarda synaps i 5,4 km połączeń neuronalnych. Wszystko to na podstawie wycinka kory wzrokowej o wielkości ziarenka piasku i dzięki myszy oglądającej filmiki na YouTube.
Spis treści: Mysz, która oglądała „Matriksa” Najlepsza mapa mózgu w historii: liczby, które robią wrażenie Nowa mapa mózgu to rewolucja w leczeniu chorób neurologicznych Wielka współpraca naukowa Naukowcy stworzyli najbardziej szczegółową mapę mózgu ssaka w historii ludzkości. W ramach projektu MICrONS badacze połączyli dane strukturalne i funkcjonalne z niespotykaną dotąd dokładnością. Jeden milimetr sześcienny kory wzrokowej mózgu myszy posłużył do przedstawienia struktury 84 tys. neuronów skomunikowanych za pomocą 523 milionów synaps i około 5,4 km połączeń, tworzących niesamowicie złożoną siatkę. Projekt ma ogromny potencjał w kontekście leczenia chorób neurologicznych oraz badań nad świadomością i sztuczną inteligencją. Wyniki opublikowano w czasopiśmie naukowym „Nature”. Mysz, która oglądała „Matriksa” Żeby stworzyć tę spektakularną i jedyną w swoim rodzaju mapę, naukowcy najpierw zarejestrowali aktywność mózgu myszy podczas oglądania filmów w serwisie YouTube. Były wśród nich fragmenty słynnego „Matrix” rodzeństwa Wachowskich. Brzmi absurdalnie? Nic bardziej mylnego. Pobudzenie neuronów w korze wzrokowej zwierzaka podczas śledzenia dynamicznie zmieniających się obrazów zostało zarejestrowane z niezwykłą precyzją. Było to możliwe, ponieważ neurony zmodyfikowano genetycznie tak, aby emitowały światło podczas pobudzenia. To pozwoliło zrozumieć, które komórki nerwowe reagują na konkretne bodźce i jak ze sobą współpracują. Badacze następnie: pobrali fragment tkanki mózgowej wielkości ziarenka piasku, pokroili go na 25 tys. ultracienkich warstw (każda o szerokości 1/400 ludzkiego włosa), zeskanowali każdą z warstw mikroskopem elektronowym, odtworzyli trójwymiarowy model mózgu za pomocą sztucznej inteligencji. Dzięki temu powstała pierwsza w historii mapa mózgu ssaka, która uwidacznia, jak poszczególne neurony nie tylko wyglądają, ale i jak ze sobą współpracują. Najlepsza mapa mózgu w historii: liczby, które robią wrażenie Ponad 200 tys. komórek (w tym 82 tys. neuronów). 523 mln synaps. 5,4 km połączeń neuronalnych. Łącznie 1,6 petabajta danych (jak podaje Allen Institute – instytut badań biologicznych non-profit z siedzibą w Seattle – to odpowiednik 22 lat nieprzerwanego oglądania filmów w jakości HD). Wszystko to w jednym milimetrze sześciennym kory wzrokowej myszy. Te spektakularne liczby obrazują doniosłość projektu. Badanie ujawniło m.in. nowe typy komórek, nieznane wcześniej zasady organizacji i zaskakujące zachowania neuronów hamujących. Dotychczas uważano, że komórki hamujące po prostu „tłumią” aktywność innych. Tymczasem okazało się, że działają wysoce selektywnie, tworząc złożony system precyzyjnej regulacji aktywności mózgu. Nowa mapa mózgu to rewolucja w leczeniu chorób neurologicznych Nie bez powodu osiągnięcie amerykańskich naukowców zostało okrzyknięte przełomowym dla neurobiologii. Jego znaczenie jest porównywalne do projektu poznania ludzkiego genomu (HGP, z ang. Human Genome Project). Po raz pierwszy badaczom udało się nałożyć aktywność neuronów na mapę ich połączeń w tak dużej skali. To, co jeszcze kilka dekad temu uważano za niemożliwe (jak twierdził słynny biolog i laureat Nagrody Nobla Francis Crick w 1979 roku), dziś stało się rzeczywistością. Mapa stworzona na podstawie jednego milimetra sześciennego mózgu to nie tylko imponujący diagram. To krok w stronę zrozumienia myśli, emocji i świadomości. „To przyszłość neuronauki” – podkreśla Andreas Tolias z Uniwersytetu Stanforda. – „Na podstawie takich danych możemy tworzyć modele mózgu, które łączą dane na poziomie behawioralnym, neuronalnym i molekularnym”. „Jeśli masz uszkodzone radio i schemat jego obwodów – jesteś w stanie je naprawić. To samo dotyczy mózgu” – twierdzi z kolei Nuno da Costa z Allen Institute. Jego zdaniem nowa mapa może być kluczem do: lepszego zrozumienia choroby Alzheimera, Parkinsona, schizofrenii czy autyzmu, stworzenia dokładniejszych modeli chorób i terapii, rozwoju neurologii obliczeniowej i sztucznej inteligencji. Wielka współpraca naukowa Dane zebrano i udostępniono społeczności naukowej w ramach otwartej platformy MICrONS Explorer. W projekt zaangażowanych było ponad 150 badaczy z tak prestiżowych instytucji jak: Allen Institute for Brain Science, Baylor College of Medicine, Uniwersytet Princeton, Uniwersytet Stanforda, Uniwersytet Harvarda. Całość została sfinansowana przez amerykańskie agencje rządowe, w tym IARPA (Intelligence Advanced Research Projects Activity) oraz The BRAIN Initiative – program wspierający innowacyjne badania neurologiczne. Choć mapa obejmuje zaledwie maleńki fragment mózgu myszy, otwiera drogę do tworzenia modeli całych mózgów, także ludzkich. Naukowcy zapowiadają kolejne etapy projektu i marzą o tym, by rozszerzyć badania na inne gatunki. Wizja stworzenia pełnej mapy ludzkiego mózgu – łączącej poznanie jego struktury i funkcji – nie jest już fantastyką naukową, lecz realnym celem. I pomyśleć, że wszystko to było możliwe dzięki myszy oglądającej filmiki YouTube! Źródło: NIH
Gdzie „mieszka” świadomość? Zawiaduje nią struktura ukryta głęboko w mózgu
Neurobiolodzy po raz pierwszy zaobserwowali, które części mózgu są aktywne, kiedy jesteśmy przytomni. Świadome myśli oraz percepcja otoczenia pobudzają do działania wzgórze: część mózgu znajdującą się głęboko w samym jego środku.
Spis treści Trudności w badaniach głębokich struktur mózgu Jak zbadano aktywność wzgórza? Wzgórze decyduje o tym, co dociera do świadomości Badanie świadomości nie jest rzeczą łatwą, szczególnie gdy w grę wchodzą głębsze obszary mózgu. O ile aktywność położonej „na wierzchu” kory mózgowej dość łatwo można zmierzyć, to dotarcie głębiej jest dużo trudniejsze. O tym, że kora mózgowa bierze aktywny udział w świadomych myślach wiadomo już od dawna. Teraz, w nowym eksperymencie, naukowcom udało się zmierzyć także funkcjonowanie głębokich struktur mózgu. Trudności w badaniach głębokich struktur mózgu Dotychczasowe badania nad świadomością koncentrowały się na korze mózgowej. Jej aktywność elektryczną łatwo zbadać, rejestrując fale mózgowe elektroencefalografem (EEG). Jednak badacze od dawna podejrzewali, że także inne części mózgu aktywizują się wraz z ze świadomymi działaniami: myślami, czy reakcją na bodźce z otoczenia. Problem w tym, że zmierzenie aktywności głębszych części mózgu wymaga zabiegów chirurgicznych, a konkretnie wszczepienia elektrod. Dlatego tego typu badania są rzadkie i kontrowersyjne. Próbowano tego typu eksperymenty przeprowadzać na zwierzętach, jednak ich mózgi za bardzo różnią się od naszych. Poznanie tajemnicy świadomości długo się naukowcom wymykało. Jak zbadano aktywność wzgórza? W najnowszym numerze czasopisma „Science” opublikowano wyniki badania, w którym neurobiologom z Uniwersytetu w Pekinie udało się dotrzeć do wzgórza – części mózgu położonej bardzo głęboko. Wzgórze odpowiada m.in. za przekazywanie wrażeń czuciowych, wyrażanie emocji i motorykę. Jego rola w badaniach nad świadomością była dotychczas nieznana, choć podejrzewano jego znaczący udział w czynnościach podejmowanych przez mózg w okresach przytomności. Jak badacze z Chin „dobrali się” do wzgórza? Otóż uczestnikami badania były osoby poddane terapii na silne i uporczywe bóle głowy. Taka terapia polega na wysyłaniu impulsów elektrycznych za pomocą elektrod wszczepionych do mózgu. Badacze nie musieli więc wykonywać żadnych inwazyjnych zabiegów, bo pacjenci byli im poddani już wcześniej. Uczestnicy zostali poproszeni o poruszanie oczami w określony sposób, w zależności od tego, czy zauważyli ikonę na ekranie. Ikonę pokazywano w taki sposób, aby badani byli świadomi jej pojawienia się tylko w połowie przypadków. Podczas tych zadań naukowcy rejestrowali aktywność wielu obszarów mózgu, w tym we wzgórzu i korze mózgowej. To pierwszy raz, kiedy jednocześnie mierzono aktywność świadomego mózgu w kilku miejscach. Christopher Whyte, neurobiolog z Uniwersytetu w Sydney komentuje, że badanie to „jest naprawdę niezwykłe”. Nigdy wcześniej nie widziano jak różne struktury mózgu współpracują ze sobą podczas świadomego wykonywania zadań. Wzgórze decyduje o tym, co dociera do świadomości Aktywność wzgórza i kory mózgowej uczestników, gdy byli świadomi pojawienia się ikony, wyraźnie różniła się od aktywności, gdy nie byli jej świadomi. W pierwszym przypadku pojawiała się wcześniej i była silniejsza we wzgórzu niż w korze mózgowej. Wydawała się także być skoordynowana w obu obszarach. Sugeruje to, że wzgórze działa jak filtr i kontroluje, które dane docierają do świadomości, a które nie. To co najmniej niezwykły, jeśli nie rewolucyjny wynik. Jest on spójny z tym, co dotychczas obserwowano u innych ssaków. W badaniu z 2020 r. przeprowadzonym przez międzynarodowy zespół, na myszach wynik był podobny. Informacja najpierw wędrowała do wzgórza, a dopiero potem do kory mózgowej, gdzie stawała się częścią świadomości. Neurobiolodzy nie kryją ekscytacji odkryciami Chińczyków. Liad Mudrik z Uniwersytetu w Tel Awiwie nazwał je „jednym z najbardziej szczegółowych i obszernych badań roli wzgórza w świadomości”. Profesor Mingsha Zhang, jeden z autorów badania, planuje przeprowadzić więcej eksperymentów na ludziach, a także szczegółowo zbadać aktywność mózgu u makaków. Źródło: Science Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Mózgi małych dzieci rejestrują wspomnienia. „Mogą one nadal istnieć w dorosłości”
Jako dorośli nie pamiętamy nic z najwcześniejszego dzieciństwa. Jednak najnowsze badania naukowców wykorzystujące rezonans magnetyczny (MRI) wykazały, że już od roku wzwyż tworzymy wspomnienia. Dlaczego więc w późniejszym życiu nie mamy do nich dostępu?
W tym artykule: Jak się bada pamięć niemowlaków? Kiedy nasz mózg tworzy pierwsze wspomnienia? Dlaczego nie mamy dostępu do najwcześniejszych wspomnień Istnieje pewien rodzaj amnezji, na który cierpią absolutnie wszyscy. To tak zwana amnezja dziecięca. Czyli niezdolność przypomnienia sobie jakichkolwiek wydarzeń z pierwszych dwóch–trzech lat naszego życia. Dopiero po upływie tego czasu formują się wspomnienia, które potrafimy przywołać w dorosłości. Zagadka dziecięcej amnezji od dawna intryguje psychologów dziecięcych. Co sprawia, że nie mamy dostępu do zdarzeń z naszego najwcześniejszego dzieciństwa? Dotychczas naukowcy podejrzewali m.in., że wiąże się to z pracą hipokampu – części mózgu odpowiedzialnej za powstawanie wspomnień. Zakładano że u bardzo małych dzieci hipokamp jest jeszcze niedostatecznie rozwinięty, by tworzyć i przechowywać wspomnienia. Jednak wyjaśnienie może być zupełnie inne. Najnowsze badania, których wyniki zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym „Science”, wskazują, że już od około pierwszego roku życia nasz hipokamp bardzo dobrze radzi sobie z tworzeniem wspomnień. Jak się bada pamięć niemowlaków? Udowodnienie tego wymagało sporej pomysłowości i cierpliwości. Do badania aktywności różnych części mózgu służy obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego. By przeprowadzić je skutecznie, badany nie może się poruszać. Co jest niewykonalne w przypadku bardzo małych dzieci. Zespół kierowany przez Nicka Turk-Browne’a, profesora psychologii na Uniwersytecie Yale, opracował więc własną metodę uspokojenie maluchów, które mają znaleźć się wewnątrz skanera MRI. Udoskonalono ją przez całe lata. Naukowcy wykorzystywali smoczki, kocyki, pluszaki, poduszki, wsparcie rodziców, a nawet psychodeliczne wzory tła, aby utrzymać uwagę dzieci. Mimo to maluchy się wierciły, a obrazy wychodziły rozmazane. Trzeba więc było przeprowadzić setki sesji. Kiedy nasz mózg tworzy pierwsze wspomnienia? W badaniach wzięło udział 26 dzieci w wieku czterech miesięcy do dwóch lat. Każdemu pokazywano wpierw zdjęcie ludzkiej twarzy, przedmiotu albo jakieś sceny. Następnie dziecko widziało to samo zdjęcie zestawione z innym, które było dla niego nieznane. Okazało się, że im większa była aktywność hipokampa, gdy niemowlę oglądało nową fotografię, tym następnie dłużej patrzyło na nią, gdy pokazywano mu ją ponownie. Ponieważ niemowlęta poświęcają więcej czasu na przyglądaniu się znajomym rzeczom, naukowcy przypuszczają, że zapamiętywały to, co widziały. Dotyczyło to 11 z 13 dzieci mających roczek i więcej, ale nie tych młodszych. Najwyraźniej 12 miesięcy jest granicą, dopiero powyżej której nasz hipokamp robi się zdolny do tworzenia wspomnień. Dlaczego nie mamy dostępu do najwcześniejszych wspomnień Co się z nimi dzieje w późniejszym życiu? Przepadają raz na zawsze? To jeden z największych sekretów ludzkiej pamięci. – Istnieje ekscytująca możliwość, że te wspomnienia nadal istnieją w dorosłości. Po prostu nie jesteśmy w stanie do nich dotrzeć – komentuje współautor badania Tristan Yates, neurobiolog z Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku. W późniejszych latach mózg może umieścić to, co widzimy i słyszymy, w kontekście i odpowiednio skategoryzować wspomnienie. U maluchów jest inaczej. – Nawet przejście od raczkowania do chodzenia zmienia cały twój pogląd na świat – zauważa Yates. Swoisty „problem z odczytem” może być więc spowodowany „niedopasowaniem między tym, jak wspomnienie zostało początkowo zapisane, a wskazówkami przywoływania lub metodami wyszukiwania, których mózg używa, aby spróbować odzyskać wspomnienie” – mówi Turk-Browne cytowany przez nature.com. Naukowiec zamierza teraz sprawdzić, czy małe dzieci mogą rozpoznać klipy wideo nagrane z ich własnej perspektywy w wieku niemowlęcym. Źródła: Science, nature.com, ScienceAlert Nasza autorka Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”.
Naukowcy oszacowali, z jaką prędkością myślimy. 10 bitów na sekundę nie robi wrażenia
Mózg jest szybszy od komputera? Niekoniecznie. Naukowcy spróbowali oszacować, z jaką prędkością myślimy. Wynik jest słaby i zarazem zastanawiający. Jeśli myślenie idzie nam tak kiepsko, jak to możliwe, że nasz umysł tak dobrze radzi sobie z przetwarzaniem danych z otoczenia?
Spis treści: Jak się mierzy przepływ informacji? Dlaczego myślimy tak wolno? Więcej pytań niż odpowiedzi Z jaką szybkością działa nasze domowe WiFi? Odpowiedni test każdy z nas ma na wyciągnięcie ręki w sieci. W moim przypadku prędkość pobierania danych przekroczyła 300 Mb/s. Natomiast prędkość ich wysyłania była znacznie niższa i wyniosła zaledwie 24 Mb/s. Czy to dużo czy mało? Powinnam zacząć myśleć o zmianie dostawcy internetu? Jak zawsze wszystko zależy od tego, do czego porównam te dane. Gdyby zestawiła je z prędkością działania mojego umysłu, z pewnością nie mam powodów do narzekania. Szybkość działania ludzkiego mózgu jest bowiem bez porównania skromniejsza. Myślimy z prędkością wynoszącą zaledwie 10 bitów na sekundę. Skąd to wiadomo? Takie wniosek płynie z badań, jakie Jieyu Zheng, absolwent Caltechu, przeprowadził pod kierunkiem prof. Markusa Meistera. Wyniki pracy obu naukowców ukazały się właśnie w czasopiśmie „Neuron”. Jak się mierzy przepływ informacji? Bit to najmniejsza jednostka informacji. W przypadku komputerów zazwyczaj mówi się, że bit określa jeden z dwóch możliwych stanów układu, mogących wynosić zero albo jeden. Tysiąc bitów to kilobit (kb), natomiast milion bitów to megabit (Mb). Bity używane są do mierzenia prędkości internetu – w latach 20. XXI wieku sieć jest już tak rozwinięta, że do określenia szybkości przesyłania danych używamy najczęściej megabitów na sekundę. Jieyu Zheng podjął natomiast próbę użycia bitów do określenia prędkości pracy ludzkiego mózgu. A dokładniej do policzenia, z jaką szybkością myślimy. W tym celu połączył techniki używane przez naukowców zajmujących się teorią informacji oraz wiedzę naukową, opisującą takie ludzkie zachowania jak czytanie, pisanie czy na przykład układanie kostki Rubika. Uzyskał konkretny wynik, wspomniane już 10 bitów na sekundę. Dlaczego myślimy tak wolno? To bardzo mało. I to nie tylko wówczas, gdy zaczniemy porównywać możliwości swojego umysłu z możliwościami swojego laptopa. Ale także wtedy – a może przede wszystkim – gdy uwzględnimy, ile informacji dociera do nas w każdej sekundzie z otoczenia. Naukowcy szacują, że nas mózg jest nimi dosłownie bombardowany w tempie biliona (!) bitów na sekundę. – W każdej chwili wydobywamy zaledwie 10 bitów z biliona, które zbierają nasze zmysły. I wykorzystujemy tylko te 10 bitów do postrzegania otaczającego nas świata oraz podejmowania decyzji. To rodzi paradoks: co mózg robi, aby filtrować wszystkie te informacje? – zastanawia się prof. Markus Meister. Więcej pytań niż odpowiedzi Niestety, obaj naukowcy nie mają jeszcze dobrych odpowiedzi na pytania, które sami postawili. Zwracają natomiast uwagę, że ich obliczenia mówią bardzo dużo o sposobie, w jaki funkcjonuje nasz mózg. Narząd ten składa się z ok. 86 miliardów neuronów. Każdy z nich to potężny procesor, który mógłby obsługiwać znacznie więcej niż 10 bitów na sekundę. Jednak z jakichś powodów tego nie robi. Inna ciekawa kwestia: dlaczego jesteśmy w stanie zajmować się tylko jedną myślą na raz? Dlaczego – na przykład grając w szachy – musimy pracochłonnie analizować skutki kolejnych posunięć jedno po drugim, a nie rozważać je wszystkie równocześnie? Zdaniem badaczy to efekt tego, do czego pierwotnie były potrzebne systemy nerwowe najprostszym organizmom. Zasadniczo nasi najstarsi jednokomórkowi praprzodkowie używali ich do nawigacji. Potrzebowali „układu sterowania”, by zbliżać się do pokarmu oraz oddalać od drapieżników (to drugie najlepiej jak najszybciej). Zaawansowane umysły rozwinęły się z najprostszych systemów nerwowych, których celem było po prostu wybranie najlepszej ścieżki poruszania się w stosunkowo stabilnym otoczeniu. „Ludzkie myślenie można postrzegać jako formę nawigacji przez przestrzeń abstrakcyjnych pojęć” – piszą Zheng i Meister. Naukowcy podkreślają potrzebę dalszych badań, które wyjaśniłyby, w jaki sposób to ograniczenie – jeden ciąg myśli na raz – jest kodowane w architekturze mózgu. Źródło: phys.org, Neuron Nasza autorka Magdalena Salik Dziennikarka i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Koniec z czepkami do EEG? Naukowcy wymyślili tatuaż, który mierzy aktywność mózgu
Naukowcy chcą zrewolucjonizować sposób mierzenia aktywności ludzkiego mózgu. Zamiast elektrod wraz z czujnikami, używanymi podczas standardowego badania EEG, proponują biokompatybilny atrament. Nanosi się go na skórę głowy tak jak tatuaż.
Spis treści: Jak wygląda badanie EEG? W jaki sposób nakłada się elektroniczny tatuaż? Co lepsze – elektrody czy tatuaż? Monitorowanie fal mózgowych to niezbyt wygodny i czasochłonny proces. Przynajmniej obecnie, ponieważ w przyszłości mogłaby go zastąpić futurystyczna technologia opisana w najnowszym numerze czasopisma naukowego „Cell Biomaterials”. Stanowi ją ciekły polimer, który można nanieść na skórę głowy, tworząc dowolny wzór. Działa on równie dobrze jak standardowe zestawy elektrod i czujników używane podczas badania EEG. Twórcy tego wynalazku są przekonani, że sprawdzi się on znakomicie wszędzie tam, gdzie z powodów naukowych lub medycznych mierzy się aktywność ludzkiego mózgu. Elektroniczne tatuaże – albo w skrócie e-tatuaże – mogą też spełniać funkcje interfejsu mózg-komputer. Czyli rejestrować aktywność mózgu, a następnie przekładać ją na sygnały pozwalające sterować komputerem. Jak wygląda badanie EEG? Elektroencefalografia (EEG) to bardzo ważne narzędzie naukowe i diagnostyczne. Lekarzom pomaga przyjrzeć się uważniej działaniu ludzkiego mózgu i ocenić jego sprawność w przypadku urazów, udarów albo epilepsji. W czasie standardowego testu technicy wpierw mierzą czaszkę, a następnie wybierają kilkanaście miejsc, do których zostają przyczepione elektrody. One z kolei biegną do urządzenia rejestrującego dane, podłączonego do komputera. Przeprowadzanie testu bywa pracochłonne. A także uciążliwe dla pacjenta, ponieważ może trwać nawet kilka godzin. Stąd wzięły się badania zespołu Nanshu Lu, profesorki Uniwersytetu Teksańskiego w Austin. Prof. Lu pracuje nad udoskonaleniem technologii elektronicznych tatuaży, pozwalających zbierać istotne dane biomedyczne bezpośrednio z naszego największego narządu: skóry. Naukowcy badali już ich kilka zastosowań. E-tatuaże były nakładane na przykład na klatkę piersiową pacjentów i rejestrowały pracę ich serc (EKG). Nadrukowywano je też na mięśniach, by mierzyć ich zmęczenie. W jaki sposób nakłada się elektroniczny tatuaż? Naukowcy wpierw nakładali atrament na warstwę przylepnego materiału, który następnie naklejany był na skórę. Nie działało to jednak najlepiej – z powodu naturalnego owłosienia. Dlatego właśnie zespół Lu opracował nową metodę nadrukowywania e-tatuażu. Atrament, który służy do jego zrobienia, składa się z przewodzącego polimeru. Nanoszony jest prosto na głowę. Stopniowo wnika w zagłębienia naskórka, po wyschnięciu zaś zamienia się w cienkowarstwowy czujnik. Jest on na tyle czuły, że pozwala rejestrować aktywność mózgu. Co lepsze – elektrody czy tatuaż? Jak sprawdza się nowatorskie rozwiązanie w porównaniu ze standardowym zestawem do testów EEG? Naukowcy zaprosili do badań pięć osób z krótkimi włosami. Następnie nałożyli im elektroniczne tatuaże i jednocześnie przyczepili do czaszek tradycyjne elektrody. Jak twierdzą, nałożenie tatuaży było bardzo proste: posłużyła do tego specjalna drukarka atramentowa, cały proces zaś był szybki i nie wymagał kontaktu ze skórą pacjenta. Obie metody rejestrowania aktywności mózgu okazały się – zdaniem badaczy – równie skuteczne. Jednak po sześciu godzinach tradycyjne elektrody zaczęły się odklejać. Wkrótce 1/3 przestała działać, zaś pozostałe mniej dokładnie wykrywały sygnał. Natomiast e-tatuaże pracowały również dobrze przez przynajmniej 24 godziny. Na razie w testach naukowcy używali jeszcze niewielkiego urządzenia połączonego kablami z e-tatuażem. Przymocowywano je do pleców ochotników. Jednak w przyszłości uczeni chcą w ogóle z niego zrezygnować. I wyposażyć e-tatuaż w bezprzewodowy nadajnik, który będzie przesyłał dane bezpośrednio do komputera. – Nasze badanie może zrewolucjonizować sposób, w jaki projektuje się nieinwazyjne interfejsy mózg-komputer – podsumował José Millán, jeden z naukowców zaangażowanych projekt e-tatuaży. Źródło: phys.org, Cell Biomaterials Nasza autorka Magdalena Salik Dziennikarka i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Czy można odmłodzić mózg, by znów chłonął wiedzę? Badacze z Niemiec mają na to pomysł
Uczyć się języków obcych z lekkością, jaką mają tylko dzieci. Przyswajać nowe technologie i wyszukane rozwiązania w tempie przynależnym nastolatkom – któż by tego nie chciał? Móc przez całe życie przyjmować nową wiedzę tak, jak czynią to najmłodsi. Niestety, z wiekiem plastyczność naszych mózgów maleje, a co za tym idzie, maleją też nasze zdolności przyswajania nowych treści. Ale okazuje się, że wyłączenie pewnych komórek mózgowych może temu przeciwdziałać.
Spis treści: Jak starzeje się mózg? Stary ptak, nowe piosenki Młodzieńczy mózg na zawsze? Przełomowe badania prowadzą naukowcy z Instytutu Maksa Plancka w Monachium, zajmujący się inteligencją biologiczną. Przywrócili dorosłym ptakom możliwość uczenia się nowych piosenek. Udało się to dzięki wyłączeniu odpowiednich neuronów w mózgu. Chociaż ta informacja może wydawać się niezbyt interesująca, to jej implikacje są bardzo intrygujące. Ale zacznijmy od początku. Jak starzeje się mózg? Neurolodzy od wielu lat próbują zrozumieć, w jaki sposób starzeje się ludzki mózg i jak temu przeciwdziałać. W jaki sposób dochodzi do tego, że wraz z wiekiem coraz trudniej jest nam zrozumieć i zapamiętać nowe informacje? I dzieje się tak nawet, gdy dbamy o swój umysł. Czytamy, prowadzimy mądre dyskusje i bierzemy udział w szeroko rozumianym życiu społecznym. Świetnym przykładem jest zapisana drobnym pismem karteczka, która należała do zmarłej 12 lat temu Wisławy Szymborskiej. Choć przypuszczano, że może to być zarys nowego wiersza, sprawa okazała się znacznie bardziej prozaiczna. Była to napisana przez noblistkę na własne potrzeby instrukcja użytkowania telefonu komórkowego. Winę za taki stan rzeczy ponosi spadek plastyczności mózgu. Czyli jego zdolności do przeprogramowywania się i dostosowywania do nowych wyzwań. Ale co by było, gdybyśmy mogli cofnąć ten proces? Nowe badanie prowadzone przez dr Danielę Vallentin z Max Planck Institute for Biological Intelligence prezentują kuszące spojrzenie na taką możliwość. Stary ptak, nowe piosenki Prowadzony przez dr Vallentin zespół badaczy skupił się na zeberkach zwyczajnych – niewielkich ptakach śpiewających, znanych ze swoich wyszukanych wokalizacji. Podobnie jak wiele innych zwierząt, zeberki mają okres krytyczny dla nauki piosenek. Zapamiętują je tylko w ciągu pierwszych 90 dni życia. Po zamknięciu tego okna ich mózgi stają się mniej elastyczne, a neurony hamujące nie zezwalają na dalszą naukę. Naukowcy zastanawiali się, czy i w jaki sposób mogliby znieść tę blokadę neuronalną, by przywrócić ptakom młodzieńczą zdolność uczenia się. Aby to zbadać, skorzystali z najnowocześniejszych technik, takich jak optogenetyka. Jest to technika biologiczna, która umożliwia kontrolowanie aktywności komórek w żywych organizmach za pomocą światła. W ramach optogenetyki badacze wprowadzają do wybranych komórek, np. neuronów, geny kodujące światłoczułe białka, tzw. opsyny. Dzięki temu można precyzyjnie kontrolować aktywność tych komórek poprzez naświetlanie ich światłem o odpowiedniej długości fali. Najbardziej znanym przykładem jest kontrolowanie aktywności neuronów w mózgu, co pozwala na badanie funkcji różnych obszarów mózgu w czasie rzeczywistym. Korzystając z możliwości optogenetyki naukowcy z Instytutu Maxa Plancka precyzyjnie wyłączyli wyizolowane wcześniej neurony blokujące możliwość uczenia się u dorosłych zeberek. Wyniki były niezwykłe. Ptaki, o których kiedyś sądzono, że utknęły w swoim istniejącym repertuarze, zaczęły dodawać nowe elementy do swoich piosenek. Młodzieńczy mózg na zawsze? – Zaobserwowaliśmy rozszerzenie repertuaru wokalnego dorosłych zwierząt. Wcześniej uważano to za niemożliwe – mówi Fabian Heim, główny autor cytowanego badania. Podobne okna uczenia się istnieją u ludzi, wpływając na wszystko, od nauki języka po rozwój społeczny. Co jeśli naukowcy będą w stanie zidentyfikować mechanizmy kontrolujące te krytyczne okresy i manipulować nimi? Może to otworzyć drzwi do nowych terapii chorób neurodegeneracyjnych i urazów, które upośledzają uczenie się. A następnie może to przejść do codziennej praktyki wśród osób bez chorób neurologicznych. Otworzyłoby to przed nami całkiem nową drogę rozwoju w nurcie longevity, gdzie nie tylko długość ludzkiego życia byłaby wydłużona, ale również powstrzymane zostałyby neurologiczne procesy starzenia się. Źródło: Max-Planck-Gesellschaft. Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Niektóre rejony mózgu mogą zasypiać na ułamki sekund, podczas gdy inne pozostają aktywne. Jak to możliwe?
Naukowcy podważyli wnioski z ostatniego stulecia badań nad mózgiem. Ich zdaniem pewne rejony mózgu mogą zapaść w sen na ułamek sekundy, podczas gdy reszta pozostaje aktywna. Czyli nawet gdy jesteśmy świadomi, część naszego mózgu może zasnąć.
W tym artykule: Jak działa mózg Badania na myszach Niektóre rejony mózgu śpią, inne nie Jak śpi mózg? Trudno pomylić ze sobą sen i przebywanie na jawie. Granica między jednym a drugim stanem najczęściej jest bardzo wyraźna. Zaciera się tylko w czasie snów nasyconych szczegółami ze świata rzeczywistego. Tak samo wyraźna jest ta granica dla naukowców. Gdy mózg wysyła wolne fale mózgowe – trwające kilka dziesiętnych części sekundy – to naukowy dowód, że śpimy. Gdy zaś EEG pokazuje wykres z kilkudziesięcioma górkami na sekundę, pozostajemy świadomi. A przynajmniej tak było dotychczas. W najnowszym numerze czasopisma naukowego „Nature Neuroscience” ukazała się zaskakująca praca. Jej autorzy twierdzą, że sen da się wykryć, analizując „wycinki” aktywności mózgu trwające zaledwie milisekundy – czyli tysięczne części sekundy. Jeszcze bardziej przełomowy jest drugi wniosek. Niewielkie rejony mózgu mogą na ułamek sekundy „obudzić się”, podczas gdy cała reszta śpi. I na odwrót – niewielka część naszego mózgu może zapaść w sen, gdy przebywamy na jawie. Jak działa mózg Neuronaukowcy badają pracę mózgu, rejestrując jego aktywność bioelektryczną. Służy do tego elektroencefalografia (czyli badania EEG). Aktywność bioelektryczna mózgu układa się w cykle, zwane falami mózgowymi. Mają one różne częstotliwości. Najwolniejsze fale – delta i theta – wysyłane są przez mózg wtedy, kiedy śpimy. Podczas najgłębszego snu nasz mózg emituje fale delta o częstotliwości wynoszącej tylko 0,5–4 Hz. Wykres EEG ma wówczas najmniej „grzbietów”. Częstotliwość 1 Hz oznacza, że fala pojawia się dokładnie raz na sekundę. To wyjaśnienie jest niezbędne, by zrozumieć zaskoczenie autorów najnowszych badań nad snem. Wyniki, które uzyskali, wskazują, że powyższy opis jest co najmniej niekompletny. A być może również głęboko nieprecyzyjny. Ich analiza trwała cztery lata i została wykonana z użyciem specjalnie napisanego i wytrenowanego modelu uczenia maszynowego. Badania na myszach Danych dostarczyły badania na myszach. Przeprowadzono je w laboratorium Keitha Hengena z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis. Myszy przez miesiąc nosiły miniaturowe czepki EEG, które rejestrowały aktywność dziesięciu regionów ich mózgu z dokładnością do ułamków sekundy. Badanie dostarczyło petabajtów danych, które następnie zostały przekazane do wytrenowanego wcześniej modelu AI. Ku zaskoczeniu naukowców okazało się, że model trafnie rozpoznaje, czy mysz spała, czy nie, już na podstawie danych o milisekundach aktywności mózgu. Na pozór nie ma to sensu. To tak, jakby pociąć piosenkę na kawałki o długości ułamka sekund. A potem na podstawie pojedynczego kawałka wnioskować w rytmie całego utworu. Hengen, profesor biologii, długo nie mógł uwierzyć we wnioski przedstawiane mu przez kolegów. Ci analizowali z pomocą modelu coraz krótsze wycinki o coraz większych częstotliwościach. Do czego to doprowadziło? „Analizując dane, udało się ustalić, że hiperszybki wzorzec aktywności zaledwie kilku neuronów był podstawowym elementem snu wykrywanym przez model” – można przeczytać w informacji prasowej. „Co najważniejsze, takich wzorców nie da się wytłumaczyć tradycyjnymi, powolnymi falami. Naukowcy podejrzewali, że wolne fale mogą koordynować szybkie, lokalne wzorce aktywności. Jednak ostatecznie doszli do wniosku, że szybkie wzorce są znacznie bliższe prawdziwej istocie snu”. Niektóre rejony mózgu śpią, inne nie Kolejnym etapem badań była analiza danych podzielonych na regiony mózgu. I tu ujawnił się drugi fenomen. Naukowcy na początku sądzili, że uzyskali błąd – model wskazywał, że gdy cały mózg był na jawie, jedna jego część nagle zapadała w sen. I na odwrót. Trwało to bardzo krótko, ułamek sekundy. Badacze nazwali to „migotaniem”. Czy „migotanie” mózgu widać? – Powiedzmy, że niewielka część twojego mózgu zasypia, gdy nie śpisz. Czy to oznacza, że twoje zachowanie nagle wygląda, jakbyś spał? Zaczęliśmy zauważać, że często tak było – mówi Aidan Schneider, współautor pracy. W przypadku myszy zwierzę na moment przerywało aktywność, jakby się „zawieszało”. Gdy zaś do migotania dochodziło podczas snu (czyli jeden region mózgu uaktywniał się, podczas gdy reszta spała), zwierzę drgało przez sen. Niezniszczalny jak mózg. Dlaczego ludzkie mózgi potrafią przetrwać w nienaruszonym stanie nawet 12 tys. lat? Naukowcy stworzyli bazę znalezionych na przestrzeni wieków ludzkich mózgów. Może ona pomóc wyjaśnić jedną z dziwnych zagadek naukowych. Co sprawia, że ludzkie mózgi potrafią przetrwać ... <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/niezniszczalny-jak-mozg-dlaczego-ludzkie-mozgi-potrafia-przetrwac-w-nienaruszonym-stanie-nawet-12-tys-lat-c198bfd.jpg" width="938" height="668" alt="Niezniszczalny jak mózg. Dlaczego ludzkie mózgi potrafią przetrwać w nienaruszonym stanie nawet 12 tys. lat?" title="Niezniszczalny jak mózg. Dlaczego ludzkie mózgi potrafią przetrwać w nienaruszonym stanie nawet 12 tys. lat?" /> Jak śpi mózg? – Dzięki potężnym narzędziom i nowym metodom obliczeniowym można wiele zyskać, podważając nasze najbardziej podstawowe przekonania – mówi Hengen. – Sen lub czuwanie jest najważniejszym wyznacznikiem naszego zachowania. Jeśli więc nie rozumiemy, czym właściwie jest sen i czuwanie, wydaje się, że coś nam umknęło – dodaje. – Dla nas, naukowców, zaskakujące było odkrycie, że różne części naszego mózgu tak naprawdę robią krótkie drzemki, gdy reszta mózgu nie śpi – dodaje David Haussler z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz. Zdaniem badaczy należy wprowadzić rozróżnienie między makrostanem – gdy cały organizm śpi lub czuwa – i zupełnie nową jednostką stanu lokalnego mózgu. Pewne jest, że ich wnioski zostaną teraz sprawdzone przez inne zespoły. Wówczas okaże się, czy podręczniki do neuronauk należy napisać na nowo. Źródło: Phys.org, Nature Neuroscience. Nasz ekspert Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Elon Musk chce testować implant mózgowy u drugiego pacjenta. Kiedy? W ciągu najbliższych dni
Wkrótce kolejny pacjent otrzyma implant Neuralink, firmy Elona Muska. Operacja zostanie przeprowadzona dwa miesiące po tym, jak na światło dzienne wyszły problemy z pierwszym chipem. W maju okazało się, że 85 proc. jego połączeń z korą ruchową zostało zerwanych. Neuralink twierdzi, że problem udało się rozwiązać i szykuje się do kolejnej operacji.
W tym artykule: Pierwszy pacjent Neuralink Problemy z pierwszym chipem Neuralink Druga operacja? W zeszłym tygodniu Elon Musk, szef firmy Neuralink, ogłosił, że wkrótce druga osoba przejdzie operację wszczepienia implantu mózgowego. Implant umożliwia sterowanie myszką komputerową za pomocą myśli. Jest przeznaczony dla tertraplegików, czyli osób z paraliżem czterokończynowym. Firma nie ujawnia tożsamości drugiego pacjenta ani dokładnej daty zabiegu. Jednak w środę 10 lipca Musk powiedział, że zostanie on przeprowadzony „w przyszłym tygodniu albo jakoś tak”. Pierwotnie zabieg został zaplanowany na koniec czerwca. Przełożono go jednak z powodu niesprecyzowanych problemów zdrowotnych pacjenta, które uniemożliwiały wykonanie procedury. Jednocześnie firma ogłosiła, że rozwiązano problemy z pierwszym implantem. Dwa miesiące temu Neuralink przyznał, że większość jego elektrod, zbierających sygnały mózgowe, odłączyła się od tkanki mózgowej. Teraz jednak stwierdzono, że implant jest już „mniej więcej stabilny”. Pierwszy pacjent Neuralink Neuralink został założony w 2016 r. Musk chciał, by firma opracowała chipy wielkości monety, zdolne monitorować aktywność elektryczną neuronów. W ten sposób powstałby nowy BCI (Brain Computer Interface): interfejs mózg-komputer, czyli system pozwalający sterować komputerem za pomocą myśli. Jego posiadacze mieli wyobrażać sobie ruchy myszką komputerową. BCI zaś rejestrowałby sygnały i przekazywał je do aplikacji, która zamieniałaby je na rzeczywiste ruchy myszki na ekranie. O tym, że to wykonalne, przekonaliśmy się w tym roku. W zimie Neuralink wszczepiła prototypowy chip pierwszemu pacjentowi. Jego tożsamość ujawniono kilka tygodni po operacji. Posiadaczem implantu N1 jest 29-letni Nolan Arbaugh. Mężczyzna miał wypadek nurkowy, po którym został sparaliżowany poniżej ramion. W czasie zabiegu robot chirurgiczny wywiercił mu otwór w czaszce. Następnie w mózgu Arbaugha został umieszczony okrągły implant. Zawiera 1024 elektrody rozłożone na 64 elastyczne „nici”. Każda jest cieńsza od ludzkiego włosa. Elektrody rejestrują impulsy elektryczne pojawiające się w korze ruchomej. W marcu Neuralink pokazał na streamie, jak to działa. Podczas relacji na żywo Arbaugh grał w ulubione gry komputerowe. Problemy z pierwszym chipem Neuralink 8 maja Neuralink ujawnił jednak na blogu, że z pierwszych chipem, wszczepionym Arbaughowi, jest pewien problem. Już pod koniec lutego, niedługo po operacji, część nici zaczęła „wycofywać się z mózgu” (jak napisano na blogu). Na początku maja działało tylko 15 proc. nici. Reszta zmieniła swoje położenie i nie przesyłała sygnałów, co wpłynęło na sprawność urządzenia. Czy to była niespodzianka dla Neuralink? W połowie maja Reuters ujawnił, że neuroinżynierowie firmy wiedzieli o tym od lat. Neuralink podał natomiast, że problem został rozwiązany bez konieczności wymiany chipa (o miał prosić Arbaugh). Jak? „Zmodyfikowaliśmy algorytm, aby był bardziej wrażliwy na sygnały neuronów, ulepszyliśmy techniki przekładania tych sygnałów na ruchy kursora i poprawiliśmy interfejs użytkownika” – napisano na blogu. „Te udoskonalenia zaowocowały szybką i trwałą poprawą BPS [bits-per-second, miara prędkości działania i dokładności kursora – przyp. red.], która obecnie wyprzedziła początkową wydajność” – twierdzi Neuralink. Teoria symulacji zakłada, że świat, w którym żyjemy jest wirtualny. Zwolennikiem tej idei jest Elon Musk Dość atrakcyjna wydaje mi się koncepcja zakładająca, że świat, w którym żyjemy jest tak naprawdę wirtualny. Teoria symulacji cieszy się uznaniem słynnego przedsiębiorcy, Elona Muska. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/teoria-symulacji-czy-swiat-w-ktorym-zyjemy-jest-wirtualny-elon-musk-wsrod-zwolennikow-tej-idei-54c8530.jpg" width="938" height="527" alt="Teoria symulacji. Czy świat, w którym żyjemy jest wirtualny? Elon Musk wśród zwolenników tej idei" title="Teoria symulacji. Czy świat, w którym żyjemy jest wirtualny? Elon Musk wśród zwolenników tej idei" /> Druga operacja? Przesunięcie elektrod mogły spowodować niedoskonałości techniki operacyjnej. Jak przyznano, po wykonaniu zabiegu w mózgu Arbaugha pozostało powietrze. – Podczas nadchodzących zabiegów zamierzamy precyzyjnie wyrzeźbić powierzchnię czaszki, aby zminimalizować szczelinę pod implantem. To przybliży go do mózgu i wyeliminuje część napięcia na niciach – powiedział w zeszłym tygodniu Matthew MacDougall, naczelny neurochirurg Neuralink. Musk ma nadzieję, że do końca roku Neuralink będzie miał już kilku pacjentów z wszczepionym implantem. Firma pracuje nad udoskonaleniem go tak, by zredukować liczbę elektrod przyczepianych do mózgu. Jednocześnie Musk ogłosił, że Neuralink opracowuje inny produkt – Blindsight – który pozwoli niewidomym widzieć. Źródła: Guardian, Reuters, Neuralink. Nasz ekspert Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Powstał pierwszy „biokomputer” zbudowany z minimózgów. Potrzebuje mniej energii niż zwykły
Szwajcarski start-up stworzył pierwszą na świecie platformę online, umożliwiającą prowadzenie zdalnych badań na organoidach. Daje nieograniczony dostęp do 16 minimózgów umieszczonych na matrycach i połączonych elektrodami. Cel – opracowanie energooszczędnego, żywego bioprocesora, który potrafiłby się uczyć i przetwarzać informacje.
W tym artykule: Biologiczna tkanka zamiast krzemu Budowanie komputera na odległość Co potrafi „biokomputer”? Zdalne badania minimózgów? Ludzi mózg fascynuje naukowców od dekad. I to zarówno neurologów, jak i bioinżynierów. Dzięki próbom emulowania jego możliwości – czyli budowania systemów gromadzących i przetwarzających informacje – mamy dzisiaj zaawansowane programy uczenia maszynowego. Sztuczne inteligencje, z których najbardziej znane stały się duże model językowe (LLM), takie jak GPT-4 i pokrewne. Jednak z tymi silnikami napędowymi Chata GPT i innych wiąże się pewien problem. Przygotowanie ich do pracy – czyli wytrenowanie na odpowiednio dobranych zbiorach danych – jest wyjątkowo energochłonne. Wytrenowanie prekursora GPT-4 – GPT-3 – wymagało 10 GWh energii. To sześć tysięcy razy więcej niż przeciętny Europejczyk zużywa rocznie. Nie należy się spodziewać, że ta ilość się zmniejszy. Już teraz światowy przemysł IT generuje 2 proc. globalnej emisji dwutlenku węgla. Przewiduje się zaś, że do 2023 r. jego część zajmująca się AI będzie pochłaniała aż 3,5 proc. światowej energii elektrycznej. Biologiczna tkanka zamiast krzemu Co z tym zrobić? Odpowiedź może kryć się w rozwijającej się dziedzinie nauki znajdującej się między fizjologią, neurologią a przetwarzaniem danych. To wetware computing – czyli tworzenie żywych systemów opracowujących dane, biokomputerów. Zamiast krzemu budulcem są tutaj ludzkie neurony. A dokładniej ich większe skupiska, zwane organoidami albo minimózgami. Ludzki mózg składa się z 86 mld neuronów. Choć jego waga to tylko 2 proc. wagi całego ciała, pochłania aż 20 proc. zużywanej przez nas codziennie energii. Dziennie nasz mózg potrzebuje do pracy 0,3 kWh. To odpowiednik około 260 kalorii. Składające się z tkanki mózgowej organoidy są jednak znacznie mniejsze – kultury składają się nie z miliardów, ale z setek tysięcy komórek. Są więc znacznie mniej „energożerne”. Budowanie komputera na odległość Na jakim etapie znajduje się obecnie wetware computing? W połowie maja szwajcarski start-up pochwalił się ciekawym osiągnięciem w tej dziedzinie. Firma FinalSpark ogłosiła, że stworzyła platformę online dającą zdalny dostęp do połączonych elektrodami minimózgów. Pozwala prowadzić na nich badania za pośrednictwem sieci. „Biokomputer” podłączony do platformy składa się z 16 organoidów. Ułożone są na czterech matrycach, a do każdego przyczepionych jest 8 elektrod. Oprócz tego układ zawiera system mikrokanalików, przez które minimózgom dostarczane są woda, tlen oraz substancje odżywcze. „Takie bioprocesory, składające się z żywych neuronów (…) pochłaniają miliony razy mniej energii niż tradycyjne” – twierdzą badacze FinalSpark. Jak naukowcy nauczyli wyhodowane w laboratorium neurony grać w Ponga. „To zupełnie nowa dziedzina nauki” Ludzkie i mysie komórki nerwowe nauczyły się grać w prostą grę komputerową. Przełomowy eksperyment dowodzi, że minimózgi pracujące w warunkach laboratoryjnych mogą podjąć działania z... Co potrafi „biokomputer”? Na razie niewiele. Nie jest w stanie przeprowadzać żadnych operacji logicznych. By stał się faktycznym komputerem, konieczne jest wymyślenie całego szeregu nowych procedur wykorzystujących możliwości ludzkiej tkanki mózgowej. Nie wiadomo, czy to się w ogóle uda. Jednak takiemu właśnie celowi ma ostatecznie służyć platforma FinalSpark. – Szczerze wierzymy, że taki ambitny cel [czyli zbudowanie pierwszego żywego procesora – przyp. red.] może zostać osiągnięty tylko na drodze międzynarodowej współpracy – mówi Fred Jordan, współzałożyciel start-upu. Zdalne badania minimózgów? Co na razie umożliwia platforma FinalSpark? Prowadzenie zdalnych badań na minimózgach. Naukowcy ze start-upu opisali to dokładniej w pracy opublikowanej w recenzowanym czasopiśmie „Frontiers in Artificial Intelligence”. „The Neuroplatform umożliwia badaczom prowadzenie eksperymentów na organoidach o czasie życia wynoszącym nawet ponad 100 dni” – piszą badacze. „W tym celu usprawniliśmy proces eksperymentalny, aby szybko wytwarzać nowe organoidy, monitorować potencjały czynnościowe 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu i zapewniać stymulację elektryczną”. W przyszłości planowane jest rozszerzenie możliwości platformy, tak by obsługiwała znacznie więcej protokołów eksperymentalnych. Takich jak np. sprawdzanie reakcji tkanki nerwowej na różne leki albo inne substancje chemiczne. Czy wetware computing doprowadzi do rozwoju medycyny czy sztucznej inteligencji? Czas pokaże. Jak podała FinalSpark, zainteresowanych dostępem do platformy są już trzy tuziny uniwersytetów. Źródła: Frontiers in Artificial Intelligence, BusinessWire.com, ScienceAlert, Bond University.
Podsłuchiwanie myśli i słowa. Naukowcy opracowali implanty mózgowe zdolne dekodować mowę wewnętrzną
Czy komputery będą mogły zidentyfikować słowa, które wypowiadamy w swoich umysłach bez poruszania ustami lub wydawania dźwięku? Badacze opublikowali właśnie artykuł, z którego wynika, że już są w stanie tego dokonać. Choć na razie i na szczęście mogą podsłuchać zaledwie kilkadziesiąt „pomyślanych” słów.
W tym artykule: Wydajność interfejsów mózg-komputer Trening algorytmu odczytywania myśli Nawet 79 proc. skuteczności Szwajcarskim i amerykańskim badaczom udało się opracować implanty mózgowe, pozwalające odczytać niewypowiedziane, a jedynie pomyślane słowa. Technologia jest na wczesnym etapie. Implanty radzą sobie z kilkoma słowami, a nie z całymi frazami czy zdaniami. Mimo to urządzenia dają szanse na przyszłe zastosowanie kliniczne. Podobne interfejsy mózg-komputer (BCI), które tłumaczą sygnały w mózgu na tekst, dla niektórych badanych osiągnęły prędkość 62-78 słów na minutę. Są one opracowywane dla ludzi, którzy w wyniku choroby utracili zdolność samodzielnego mówienia. Dzięki tego typu implantom komputer może powiedzieć to, co pomyślał chory. Wydajność interfejsów mózg-komputer Trzeba jednak podkreślić, że inne BCI zostały wyszkolone do interpretowania mowy, która jest przynajmniej częściowo wokalizowana lub naśladowana. Najnowsze badanie, którego wyniki opublikowano w poniedziałek 13 maja w „Nature” jest pierwszym, który dekoduje słowa „wypowiadane” całkowicie wewnętrznie. Polega to na rejestrowaniu sygnałów z poszczególnych neuronów w mózgu w czasie rzeczywistym. Badania rozpoczęły się od wszczepienia maleńkich elektrod do mózgów dwóch osób z urazami rdzenia kręgowego. Urządzenia umieszczono w zakręcie nadbrzeżnym mózgu, czyli strukturze płata ciemieniowego. Ten region nigdy nie był badany przy użyciu BCI dekodujących mowę. – Właśnie znalezienie najlepszych miejsc w mózgu do wszczepienia BCI jest jednym z kluczowych wyzwań związanych z dekodowaniem mowy wewnętrznej – mówi Silvia Marchesotti, neuroinżynierka z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii oraz współautorka badania. Trening algorytmu odczytywania myśli Wcześniejsze badania sugerowały, że ta część mózgu jest aktywna w mowie niewokalizowanej oraz w zadaniach takich jak decydowanie i nad podobieństwem fonetycznym wybranych słów. Dwa tygodnie po tym, jak uczestnikom badania wszczepiono matryce mikroelektrod do mózgu, naukowcy zaczęli otrzymywać pierwsze dane. Algorytm interfejsu był szkolony na zaledwie sześciu, wydawałoby się przypadkowych słowach. Były to: pole bitwy kowboj pyton łyżka pływanie telefon oraz dodatkowe dwa niby-słowa: nifzig i bindip. – Chodziło o to, aby sprawdzić, czy znaczenie jest niezbędne do reprezentacji – powiedziała Sarah Wandelt, inżynierka neuronalna z Caltechu w USA. W ciągu trzech dni zespół poprosił każdego uczestnika, aby wyobraził sobie, że wypowiada słowa wyświetlane na ekranie i powtórzył ten proces osiem razy dla każdego słowa. Następnie BCI połączyło pomiary aktywności mózgu uczestników z modelem komputerowym, aby przewidzieć ich wewnętrzną mowę w czasie rzeczywistym. Czy ludzkie mózgi są neutralne płciowo? Zdecydowanie nie! Naukowcy wyłapali znaczące różnice Ludzkie mózgi niezmiennie fascynują nie tylko naukowców. To naturalne, że chcemy wiedzieć, jak działa centrum naszego układu nerwowego. Jak się okazuje, płeć może determinować pewne ró... Nawet 79 proc. skuteczności W przypadku pierwszego uczestnika BCI przechwycił wyraźne sygnały neuronowe dla wszystkich słów i był w stanie zidentyfikować je z 79% dokładnością. Ale dokładność dekodowania wyniosła tylko 23% dla drugiego uczestnika, który miał mniej aktywnych neuronów dla każdego słowa. Autorzy odkryli również, że 82 % do 85% neuronów, które były aktywne podczas mowy wewnętrznej, było również aktywnych, gdy uczestnicy wokalizowali słowa. Ale niektóre neurony były aktywne tylko podczas mowy wewnętrznej lub inaczej reagowały na określone słowa. Chociaż badanie to stanowi znaczący postęp w dekodowaniu mowy wewnętrznej, to przed nami wciąż daleka droga do stworzenia interfejsu komputer-mózg zdolnego „mówić” za osoby chore lub sparaliżowane. – Mimo wszystko jest to prawdopodobnie najbardziej zaawansowane jak dotąd badanie nad dekodowaniem mowy wewnętrznej – mówi Silvia Marchesotti. Źródło: Nature. Nasz ekspert Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Ile komórek jest w milimetrze sześciennym mózgu? Ta liczba przyprawi cię o zawrót głowy
Powstała najdokładniejsza cyfrowa mapa wycinka ludzkiego mózgu. Najważniejszy organ naszego ciała jest jeszcze bardziej złożony i zagadkowy, niż sądzili naukowcy. „Odkryliśmy rzeczy, których nie ma w podręcznikach” – powiedział jeden z nich.
W tym artykule: Niezwykle trudne zadanie Czego dowiedzieliśmy się o milimetrze sześciennym mózgu? Wyuczone zachowania a połączenia między neuronami Wyobraź sobie ziarnko ryżu. Następnie przetnij je na pół albo nawet na cztery części. Gdybyś robił to precyzyjnymi narzędziami, miałbyś szansę uzyskać sześcian o boku długości jednego milimetra. Taki właśnie fragment ludzkiej tkanki mózgowej przebadali naukowcy z Harvarda. Następnie zaś, we współpracy ze specjalistami uczenia maszynowego z Google’a, odtworzyli jej zawartość. Zrobili to z niespotykaną dokładnością, sięgającą skali nano. Tak szczegółowego wglądu w nasz mózg nigdy jeszcze nie mieliśmy. Co znajduje się w milimetrze sześciennym mózgu każdego z nas? 57 tys. komórek, 23 cm naczyń krwionośnych i aż 150 milionów synaps. Autorzy pracy opublikowanej w prestiżowym czasopiśmie „Science” odtworzyli również cały system połączeń między komórkami. Opis tego niewielkiego wycinka tkanki mózgowej wymagał wygenerowania aż 1400 terabajtów danych. To tyle, ile ma 14 tys. pełnometrażowych filmów w rozdzielczości 4k. Niezwykle trudne zadanie Na czele zespołu z Harvarda stał Jeff Lichtman, profesor biologii molekularnej i komórkowej. – Naszym celem było uzyskanie szczegółowego obrazu najbardziej tajemniczego fragmentu biologii, który każdy nosi na ramionach – powiedział „Guardianowi” Lichtman. – Powód, dla którego nie zrobiliśmy tego wcześniej? Jest to cholernie trudne – przyznał. Próbka tkanki mózgowej pochodziła od 45-letniej pacjentki chorej na epilepsję i leczonej chirurgicznie. Wycinek jej mózgu został wpierw pokryty ciężkimi metalami, by podkreślić szczegóły. Później osadzono go w żywicy. Następnie naukowcy pocięli go na 5019 „wafelków”, każdy grubości około 34 nm. Czyli tysiąc razy cieńszych od ludzkiego włosa. Każdy z tak przygotowanych fragmentów trafił pod mikroskop elektronowy i został zeskanowany (wszystkie te obrazy to właśnie 1400 terabajtów danych). Potem wykorzystano specjalnie opracowane algorytmy, które przeanalizowały uzyskane zdjęcia. Z ich pomocą odtworzono budowę tkanki mózgowej aż do najdrobniejszych szczegółów. Czego dowiedzieliśmy się o milimetrze sześciennym mózgu? Analiza potwierdziła, że ludzki mózg jest narządem o niespotykanej złożoności i stopniu skomplikowania. Odkryto zupełnie nowe rzeczy. Okazało się na przykład, że w próbce stosunek komórek glejowych do neuronów wynosił dokładnie 2:1. Spośród komórek glejowych najliczniejsze były oligodendrocyty. To komórki, które odpowiadają za pokrywanie długich wypustek neuronów osłonkami mielinowymi, kluczowymi dla przesyłania sygnałów. Niespodzianki dotyczyły też aksonów. To właśnie wspomniane wyżej długie wypustki neuronów. Marco Magrini, autor książki „Mózg. Przewodnik użytkownika” nazywa je „neuronowymi autostradami”. „Każdy neuron ma jeden akson, który niczym kabel transmisyjny, przenosi informację poza komórkę, w stronę innych neuronów” (tłum. Natalia Mędrak-Ruda) – pisze Magrini. Prędkość przepływu informacji jest zbliżona do szybkości samolotu odrzutowego. Może wynosić nawet 720 km na godzinę. Opisana w „Science” analiza wykazała, że niekiedy aksony układają się w nietypowe, bardzo ciasne zwoje. Dlaczego? Nie wiadomo. Naukowcy podejrzewają, że może mieć to związek z chorobą, na którą cierpiała dawczyni wycinka. Jednak może to być również nieznana jeszcze cecha aksonów, pojawiająca się w mózgu każdego z nas. Wyuczone zachowania a połączenia między neuronami Inną ciekawą rzecz przyniosło przyjrzenie się połączeniom między neuronami. W próbce aż 96 proc. aksonów miało tylko jedno połączenie z innym neuronem. 3 proc. dwa połączenia. Jednak w kilkunastu przypadkach tych połączeń było kilkadziesiąt. A w jednym – aż 50. Zdaniem Lichtmana tak na poziomie komórkowym mogą „wyglądać” wyuczone zachowania. Po odpowiedniej liczbie ćwiczeń pewne rzeczy robimy odruchowo: np. wciskamy sprzęgło, zmieniając bieg. Tę automatyzację możemy zawdzięczać właśnie takim niezwykle silnym połączeniom między neuronami. Na które – nota bene – mamy wpływ poprzez uczenie się. – Odkryliśmy wiele rzeczy, których nie ma w podręcznikach – podsumowuje Lichtman. - Sugerują istnienie przepaści między tym, co już wiemy, a tym, co powinniśmy wiedzieć. Analiza jest zwieńczeniem dziesięcioletniego projektu Harvarda i Google’a. Ostatecznym celem badaczy jest zmapowanie ludzkiego mózgu. Wcześniej jednak naukowcy mają w planach krok pośredni – cyfrową rekonstrukcję mózgu myszy. Źródła: Phys.org, Science, Guardian, ScienceAlert.
Czy ludzkie mózgi są neutralne płciowo? Zdecydowanie nie! Naukowcy wyłapali znaczące różnice
Ludzkie mózgi niezmiennie fascynują nie tylko naukowców. To naturalne, że chcemy wiedzieć, jak działa centrum naszego układu nerwowego. Jak się okazuje, płeć może determinować pewne różnice.
W tym artykule: Czy ludzkie mózgi mają płeć? Różnice w zdrowiu mózgu mężczyzn i kobiet Sztuczna inteligencja rozróżnia płeć mózgu Różnice w mózgach a płeć „Dlaczego mężczyźni kłamią, a kobiety płaczą?” – tak brzmiał tytuł popularnej książki wydanej na początku lat dwutysięcznych. Traktowanie go na poważnie byłoby krzywdzące dla obu płci. Jednak faktem jest, że pewne cechy i sposoby myślenia przypisuje się częściej albo mężczyznom, albo kobietom. Czy jest to w jakiś sposób powiązane z tym, jak działają ludzkie mózgi? W czasach, kiedy różnice między płciami zacierają się na wielu płaszczyznach, naukowcy ze Stanford Medicine postanowili sprawdzić, czy i jak mózg koreluje z biologiczną płcią. Wyniki badań opublikowano na łamach czasopisma naukowego „PNAS”. Czy ludzkie mózgi mają płeć? Artykuł opisuje model sztucznej inteligencji zaprojektowany do prowadzenia pogłębionych badań. Co najciekawsze, model ten potrafi odróżnić mózgi kobiet i mężczyzn na podstawie skanów ich aktywności z dokładnością powyżej 90%. Badanie zwraca uwagę na różnice między mózgami mężczyzn i kobiet. Nie dotyczy to jednak tego, jak damskie i męskie sieci neuronowe pracują w konkretnych sytuacjach. Wśród rozbieżności naukowcy wymieniają za to częstotliwość występowania chorób i zaburzeń związanych z funkcjonowaniem mózgu. Różnice w zdrowiu mózgu mężczyzn i kobiet I tak na przykład według Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego w Stanach Zjednoczonych zaburzenia depresyjne częściej dotyczą młodych Amerykanek niż ich rówieśników płci męskiej. Różnice te są wyraźnie nie tylko w Ameryce Północnej. Według Our World in Data na poważne zaburzenie depresyjne globalnie jest narażona jedna 1 na 3 kobiety. W przypadku mężczyzn jest to 1 na 5. Podobnie więcej amerykańskich kobiet niż mężczyzn cierpi na chorobę Alzheimera. Odwrotnie jest w przypadku choroby Parkinsona. Według Fundacji Parkinsona na całym świecie mężczyźni są bardziej narażeni na ryzyko zachorowania. Również u chłopców prawie czterokrotnie częściej diagnozuje się zaburzenia ze spektrum autyzmu niż u dziewcząt. Amerykańskie ośrodki badawcze informują też, że o 13% częściej u mężczyzn diagnozowany jest zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD). Podczas snu mózg intensywnie pracuje. Usuwa toksyny odpowiedzialne za choroby Mózg niezmiennie fascynuje i zaskakuje ekspertów. Niedawno naukowcy zaobserwowali nieznany do tej pory sposób, w jaki neurony oczyszczają go z toksyn. To cenna informacja dla naszego zdrowia. Sztuczna inteligencja rozróżnia płeć mózgu Dane wskazują na wyraźnie różnice w tendencjach zachorowalności między mężczyznami i kobietami. Czy to jednak rzeczywiście świadczy o tym, że ludzkie mózgi mają płeć? Aby odpowiedzieć na to pytanie, badacze opracowali algorytm sztucznej inteligencji oraz innowacyjny model stDNN (głębokiej czasoprzestrzennej sieci neuronowej). To pozwoliło im wyodrębnić informacyjne cechy dynamiki mózgu, które dokładnie odróżniają mężczyzn od kobiet. Model AI został przeszkolony na podstawie danych pochodzących m.in. z opisów behawioralnych i skanów mózgu ponad tysiąca osób. Badane osoby były w wieku od 20 do 35 lat. Algorytm dopasował skany mózgu do konkretnej płci na podstawie obrazów funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) 246 obszarów mózgu z Atlasu Brainnetome. Okazało się, że ma rację w ponad 90% przypadków. Aby zidentyfikować cechy mózgu kluczowe przy podejmowaniu decyzji, naukowcy użyli wytłumaczalnej sztucznej inteligencji. XAI, bo o niej mowa, pozwala zrozumieć i zaufać wynikom generowanym przez algorytmy uczenia maszynowego. Różnice w mózgach a płeć Badania objęły układ limbiczny, tzw. sieć domyślną mózgu i prążkowie. To tam sztuczna inteligencja szukała wskaźników umożliwiających rozróżnienie obrazów aktywności mózgu na kobiety i mężczyzn. – Nasze wyniki pokazują, że różnice między płciami w funkcjonalnej dynamice mózgu są nie tylko łatwe do odtworzenia i uogólnienia, ale także istotne behawioralnie. To podważa koncepcję kontinuum (rozwoju człowieka wg Jeana Liedloffa) w organizacji mózgu mężczyzny i kobiety – podsumowali autorzy artykułu. Źródła: Psychology Today, PNAS. Nasz ekspert Mateusz Łysiak Dziennikarz zakręcony na punkcie podróżowania. Pierwsze kroki w mediach stawiał w redakcjach internetowej i papierowej magazynu „Podróże”. Redagował i wydawał m.in. w gazeta.pl i dziendobrytvn.pl. O odległych miejscach (czasem i tych bliższych) lubi pisać nie tylko w kontekście turystycznym, ale też przyrodniczym i społecznym. Marzy o tym, żeby zobaczyć zorzę polarną oraz Machu Picchu. Co poza szlakiem? Kuchnia włoska, reportaże i pływanie.
Podczas snu mózg intensywnie pracuje. Usuwa toksyny odpowiedzialne za choroby
Mózg niezmiennie fascynuje i zaskakuje ekspertów. Niedawno naukowcy zaobserwowali nieznany do tej pory sposób, w jaki neurony oczyszczają go z toksyn. To cenna informacja dla naszego zdrowia.
W tym artykule: Co robi mózg podczas snu? Tak działają neurony. Pełna harmonia! Dlaczego oczyszczanie mózgu jest tak ważne? O higienie snu napisano już wiele. Wśród zdrowotnych korzyści wynikających z regularnie przesypianych nocy wymienia się między innymi: regenerację układu motorycznego, usprawnienie funkcji metabolicznych organizmu czy zmniejszenie ogólnych napięć. Jest ich jednak znacznie więcej, o czym przypomina jedno z niedawnych badań. Co robi mózg podczas snu? Komórki mózgowe są odpowiedzialne za nasze myśli, uczucia i ruchy. Tworzą też skomplikowane sieci, dzięki którym jesteśmy zdolni zapamiętywać informacje i rozwiązywać problemy. Brzmi jak wiele do zrobienia, a przecież neurony są malutkie. Do tak energochłonnych zadań potrzebują odpowiednich ilości paliwa. Kiedy zużywają składniki odżywcze z diety, powstają jednak odpady metaboliczne. I tu rodzi się potrzeba oczyszczenia mózgu. Autorzy artykułu opublikowanego na łamach prestiżowego czasopisma naukowego„Nature” ustalili, że podczas snu mózg nie jest w stanie uśpienia, a aktywnie pracuje. I nie chodzi tylko o śnienie. Kluczową rolę w regeneracji centrum układu nerwowego odgrywają specjalne fale mózgowe. Ułatwiają one oczyszczanie mózgu poprzez wypłukiwanie toksyn. Odkrycie to zwraca uwagę na proces, w którym zsynchronizowana aktywność neuronów napędza przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego. W ten sposób skutecznie usuwane są odpady metaboliczne i potencjalne toksyny powodujące choroby neurodegeneracyjne. Tak działają neurony. Pełna harmonia! Naukowcy z Washington University School of Medicine w St. Louis odkryli, że podczas snu poszczególne komórki nerwowe koordynują swoje działania. W ten sposób wytwarzają rytmiczne fale, które transportują płyn mózgowo-rdzeniowy przez gęstą tkankę mózgową, płucząc ją przy tym. Dr Li-Feng Jiang-Xie tłumaczy, że neurony działają wtedy jak miniaturowe pompy. Ta wiedza otwiera nowe możliwości w usprawnianiu procesów oczyszczania mózgu w celu zwalczania chorób neurologicznych. – Jeśli uda nam się wykorzystać ten proces, istnieje możliwość opóźnienia lub nawet zapobiegania chorobom neurologicznym, w tym chorobie Alzheimera i Parkinsona. W ich przypadku nadmiar odpadów – takich jak produktyy metabolizmu i śmieciowe białka – gromadzi się w mózgu i prowadzi do neurodegeneracji – dodaje Jiang-Xie, główny autor badania. Graj i śpiewaj, twój mózg to lubi. Na starość będzie lepiej działał Granie na pianinie czy też aktywne uczestnictwo w chórze to doskonałe sposoby na to, aby mózg lepiej funkcjonował w późniejszym wieku. Naukowcy dowodzą, że muzyka odmładza naszą głowę. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/graj-i-spiewaj-twoj-mozg-to-lubi-na-starosc-bedzie-lepiej-funkcjonowal-fot-tommaso-lizzul-shutterstock-067515c.jpg" width="938" height="626" alt="Graj i śpiewaj, twój mózg to lubi. Na starość będzie lepiej funkcjonował / fot. Tommaso Lizzul/Shutterstock" title="Graj i śpiewaj, twój mózg to lubi. Na starość będzie lepiej funkcjonował / fot. Tommaso Lizzul/Shutterstock" /> Dlaczego oczyszczanie mózgu jest tak ważne? Naukowcy przyznają, że wiedzieli, iż podczas snu mózg inicjuje proces oczyszczania. Nie mieli jednak pojęcia, jak to wygląda. I chociaż ostatnie odkrycie może pomóc im opracować potencjalne terapie, które przyspieszą usuwanie szkodliwych odpadów, oczyszczanie mózgu nie jest łatwe. Płyn mózgowo-rdzeniowy przedostaje się przez zawiłe sieci komórkowe. Po opuszczeniu mózgu wraz z odpadami musi przejść przez barierę, zanim przeleje się do naczyń limfatycznych w oponie twardej – zewnętrznej warstwie tkanki otaczającej mózg pod czaszką. Wzory fal mózgowych zmieniają się w trakcie faz snu. Warto zauważyć, że wyższe fale mózgowe o większej amplitudzie popychają płyn z większą siłą. W kolejnych badaniach naukowcy chcą ustalić, dlaczego podczas snu neurony emitują fale o różnej rytmice oraz które obszary mózgu są najbardziej podatne na gromadzenie się odpadów. – Uważamy, że proces czyszczenia mózgu jest podobny do mycia naczyń [...] Być może mózg dostosowuje metodę czyszczenia w zależności od rodzaju i ilości odpadów – wyjaśnia neurobiolog Jiang-Xie. Sen to oczywiście niejedyna forma dbania o poprawne funkcjonowanie naszego mózgu. Ważny jest też np. sport. Według ekspertów nawet umiarkowane, lecz regularne ćwiczenia fizyczne mogą poprawiać zdolności uczenia się i zapamiętywania. Naukowcy twierdzą, że treningi zwiększają objętość części mózgu odpowiedzialnej za te umiejętności. Źródło: Nature. Nasz ekspert Mateusz Łysiak Dziennikarz zakręcony na punkcie podróżowania. Pierwsze kroki w mediach stawiał w redakcjach internetowej i papierowej magazynu „Podróże”. Redagował i wydawał m.in. w gazeta.pl i dziendobrytvn.pl. O odległych miejscach (czasem i tych bliższych) lubi pisać nie tylko w kontekście turystycznym, ale też przyrodniczym i społecznym. Marzy o tym, żeby zobaczyć zorzę polarną oraz Machu Picchu. Co poza szlakiem? Kuchnia włoska, reportaże i pływanie.
Jak naukowcy nauczyli wyhodowane w laboratorium neurony grać w Ponga. „To zupełnie nowa dziedzina nauki”
Ludzkie i mysie komórki nerwowe nauczyły się grać w prostą grę komputerową. Przełomowy eksperyment dowodzi, że minimózgi pracujące w warunkach laboratoryjnych mogą podjąć działania zmierzające do konkretnego celu. Czyli wykazać się inteligencją.
W tym artykule: W co grały neurony? Jak nauczyć neurony grać w Ponga? Dlaczego neuronom chciało się grać? Nowa dziedzina nauki Syntetyczna biologiczna inteligencja Jesteśmy już dość dobrze zaznajomieni z pojęciem sztucznej inteligencji. Określa się nim programy analizujące ogromne zbiory danych i wykorzystujące m.in. algorytmy uczenia maszynowego do osiągania coraz lepszych wyników. Jednak nie jest wykluczone, że w przyszłości będziemy wykorzystywać, w życiu i w nauce, zupełnie inny rodzaj inteligentnych narzędzi – syntetyczną biologiczną inteligencję. Taką możliwość otwiera eksperyment opisany w przełomowym artykule opublikowanym wczoraj w czasopiśmie „Neuron”. Naukowcy przedstawili w nim system składający się z tkanki biologicznej – ludzkich albo mysich komórek nerwowych – oraz elektroniki. Następnie udowodnili, że neurony, odpowiednio stymulowane, mogą inteligentnie reagować na bodźce płynące ze środowiska. A konkretnie – mogą nauczyć się grać w Ponga, bardzo prostą grę komputerową. W co grały neurony? Nie ma chyba osoby, która nie kojarzyłaby Ponga. Dostajemy do dyspozycji kwadratowe lub prostokątne pole gry, w którym zaczyna poruszać się piłeczka. Odbija się od ścian jak bila bilardowa i wraca do gracza sterującego poziomym „wiosłem”. Naszym zadaniem jest przesuwać nim w górę i w dół tak, by odbić piłeczkę. Naukowcy z australijskiego startupu biotechnologicznego Cortical Labs odtworzyli tę grę w Ponga w laboratorium. A dokładnie – zasymulowali jej zasady na elektronicznej matrycy. Wpierw jednak wyhodowali na niej komórki nerwowe. Neurony pochodziły z dwóch źródeł: z embrionów myszy, z ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych. Ich kultury, liczące 800 tys. pojedynczych komórek nerwowych, badacze umieścili na płytce pokrytej gęstą siecią mikroelektrod. Jak nauczyć neurony grać w Ponga? Nie był to pierwszy przypadek doświadczenia, kiedy w laboratorium stworzono tego rodzaju biologiczno-elektroniczny układ. Dotychczas jednak naukowcy ograniczali się do rejestrowania z jego pomocą aktywności elektrycznej neuronów. Teraz poszli o krok dalej. Nie tylko rejestrowali impulsy elektryczne generowane przez komórki nerwowe, ale również – tą samą metodą – przekazywali im informację zwrotną. W jaki sposób neuronom stworzono środowisko gry? Płytka została podzielona na dwie części. Dolna służyła do przekazywania z pomocą impulsów informacji, gdzie jest piłka – po prawej czy po lewej. Natomiast odległość piłki od „wiosła” symulowała częstotliwość wysyłanych impulsów. Górna część matrycy służyła zbieraniu informacji od neuronów, czyli rejestrowaniu ich aktywności odpowiadającej sterowaniu „wiosłem”. Tak powstał zamknięty system, w którym komórki nerwowe otrzymywały pewien ciąg bodźców. I uczyły się, że napływające bodźce związane są z tym, jak one same na nie zareagują. View Ediplayer on the source website Dlaczego neuronom chciało się grać? Tutaj pojawia się najważniejsze pytanie. Można by się zastanowić: dlaczego komórkom nerwowym w ogóle chciało się podejmować jakąkolwiek aktywność? Co sprawiło, że zaczynały brać udział w grze? Odpowiedź przynosi teoria Karla Fristona, jednego z wizjonerów współczesnej nauki. Friston, brytyjski neurolog z Kolegium Uniwersyteckiego w Londynie opracował, tzw. zasadę wolnej energii (ang. free energy principle). Według niej każdy biologiczny i niebiologiczny system stara się funkcjonować w swoim środowisku tak, by unikać niespodzianek. W przypadku mózgu oznacza to nieustające konfrontowanie tworzonych przewidywań dotyczących przyszłości z informacjami docierającymi ze zmysłów. Gdy to, co przewidywaliśmy, odbiega od tego, co dzieje się w rzeczywistości, reagujemy na dwa sposoby. Albo zmieniamy swoje prognozy, albo staramy się tak zmienić rzeczywistość, by pasowała do prognoz. Tym samym redukujemy poznawczy chaos. Jak skasować złe wspomnienia z mózgu? Na przestrzeni lat pojawiły się różne propozycje Szczególnie złe wspomnienia, które są regularnie odtwarzane w pamięci, mogą doprowadzić do zaburzeń psychicznych. Czy psychoterapia i leki to jedyne rozwiązania? Nowa dziedzina nauki Zasada ta – opisana wyżej w ogromnym skrócie i sporym uproszczeniu – jest właśnie tą, która „zmusiła” neurony do działania. Naukowcy przyjęli, że kultura komórkowa „nie lubi” niespodzianek. Czyli w jej przypadku – odbierania chaotycznych nieprzewidywalnych bodźców. To umożliwiło uczenie neuronów. Gdy myliły się w sterowaniu „wiosłem”, otrzymywały nieprzewidywalną informację zwrotną, czyli elektryczną stymulację odbiegającą od tego, co rejestrowały wcześniej. By tego uniknąć, opanowały Ponga w zaledwie pięć minut. – Wykazaliśmy, że możemy wchodzić w interakcje z żywymi neuronami w taki sposób, by zmusić je do zmodyfikowania swojej aktywności – podkreślił dr Brett Kagan, główny autor pracy i główny naukowiec Cortical Lab. – To początek nowego rozdziału w rozumieniu inteligencji. Dotyczy nie tylko podstawowych aspektów tego, co to znaczy być człowiekiem, ale również, co to znaczy być żywym, rozumnym i przetwarzać informacje w dynamicznym, stale zmieniającym się świecie – dodał. – Wkroczyliśmy na zupełnie nowe, nieznane terytorium – wtórował mu dr Hon Weng Chong, jeden ze współautorów badań. – Jak powiedział jeden z naszych współpracowników, nie codziennie zdarza się, że budzisz się i tworzysz nową gałąź nauki. Syntetyczna biologiczna inteligencja Naukowcy są zdania, że ich eksperyment może w przyszłości doprowadzić do powstania zupełnie nowych metod poszukiwania i testowania nowych leków. A także do opracowania nowego rodzaju inteligentnych systemów obliczeniowych. Ich artykuł w „Neuron” zaczyna się od zdania: „wykorzystanie mocy obliczeniowej żywych neuronów do stworzenia syntetycznej biologicznej inteligencji, wcześniej istniejące wyłącznie w science fiction, może być w zasięgu ludzkich możliwości”. Na razie badacze mają bardziej praktyczne plany. Zamierzają nauczyć neurony grać w inny gry, a także sprawdzić, jak będą sobie z tym radziły pod wpływem różnych leków oraz alkoholu. Źródła: Neuron, EurekAlert, Wired Nasz ekspert Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Ciekawostki o mózgu. Neurony babci, prawdziwa liczba szarych komórek i mit wykorzystywania tylko 10% mózgu
Czy wiecie, czym jest glej, co robią neurony egocentryczne i gdzie mamy drugi mózg? Przedstawiamy ciekawostki o mózgu, które was zaskoczą.
W tym artykule: Historyczne ciekawostki o mózgu Informacje o mózgu Co to jest glej? Ile mamy komórek nerwowych? Gdzie mamy drugi mózg? Czym są neurony babci? Co to są neurony egocentryczne? Czy wykorzystujemy tylko 10% mózgu? Mózg to niezmiernie złożony i fascynujący narząd. Poniżej znajdziecie najbardziej interesujące ciekawostki o mózgu. Historyczne ciekawostki o mózgu Pierwsze wzmianki o mózgu pochodzą z papirusu Edwina Smitha, kopii traktatu spisanego około 3 tys. lat przed naszą erą. Wspomniano w nim, że narząd pozwala chodzić tak, jak to przedstawiano w sztuce starożytnego Egiptu. Autor skojarzył uraz mózgu z paraliżem ciała. Wieki później Hipokrates przewidująco postulował uznanie narządu za źródło wszystkich radości i przerażenia, które odczuwamy. Jeszcze w połowie XIX w. naukowcy uważali, że mózg to jednolita masa. Nie wiedzieli, jakie komórki wchodzą w jego skład, ponieważ nie umieli ich zobaczyć pod mikroskopem. Przełomem okazały się prace włoskiego lekarza patologa Camillo Golgiego. W 1873 r. zastosował on związki potasu i srebra, dzięki którym widoczne stały się elementy składowe neuronu. Kolejny powód, żeby liczyć codzienne kroki: mózg pracuje lepiej, kiedy chodzimy, niż siedzimy Mózg nadal nie został w pełni zbadany, dlatego każde kolejne odkrycie naukowców jest małym przełomem. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/kolejny-powod-zeby-liczyc-codzienne-kroki-mozg-pracuje-lepiej-kiedy-chodzimy-niz-siedzimy-c07a34c.jpeg" width="938" height="625" alt="Kolejny powód, żeby liczyć codzienne kroki: mózg pracuje lepiej, kiedy chodzimy, niż siedzimy" title="Kolejny powód, żeby liczyć codzienne kroki: mózg pracuje lepiej, kiedy chodzimy, niż siedzimy" /> Kilkanaście lat później na prace Golgiego trafił hiszpański neuroanatom Santiago Ramón y Cajal. Przebadał pod mikroskopem ogromną liczbę preparatów tkanki nerwowej różnych zwierząt, szkicując komórki i połączenia między nimi. W efekcie sformułował tzw. doktrynę neuronów, która głosiła, że komórki te komunikują się ze sobą poprzez wypustki (aksony i dendryty) rozdzielone synapsami. W 1906 r. Golgi i Ramón y Cajal otrzymali wspólnie Nagrodę Nobla. Informacje o mózgu Mózg ma wielkość małego kalafiora. Waży ok. 1400 gramów, z czego dwie trzecie stanowi woda. Stanowi zaledwie 2 proc. masy całego ciała. Mimo to mózg zużywa aż 20–30 proc. naszych zasobów energetycznych. Do funkcjonowania potrzebuje glukozy i tlenu. Oprócz czaszki mózg otaczają opony mózgowo-rdzeniowe – twarda, pajęcza i miękka – a także warstwa płynu mózgowo-rdzeniowego. Mózg sam go codziennie wytwarza w objętości równej połowie szklanki. Płyn służy do jego ochrony i amortyzacji wewnątrz czaszki. W mózgu ludzkim wyróżniamy dwie podstawowe struktury. Substancja szara skupiająca ciała komórek nerwowych, zajmuje się przetwarzaniem informacji. Zbudowana jest z niej kora mózgowa i ukryte w głębi narządu jądra podkorowe. Większą część wnętrza mózgu tworzy istota biała, która skupia dendryty, czyli wypustki neuronów. Podróżują po nich impulsy nerwowe. Najbardziej rozbudowana część ludzkiego mózgu to kora mózgowa. Tworzy ona dwie półkule, połączone tzw. spoidłem wielkim, inaczej zwany ciałem modzelowatym. Korę mózgową dzielimy na płaty i zakręty, rozdzielone bruzdami. Co to jest glej? W mózgu mamy nie tylko neurony, ale także równie liczne komórki glejowe. Ich zadaniem jest przede wszystkim „obsługa” neuronów, czyli zaopatrywanie ich w tlen i energię oraz usuwanie nadmiaru neuroprzekaźników z synaps. Czasami glej jest nazywany mózgowym klejem, bo wspiera i spaja neurony. Co się dzieje z mózgiem w momencie śmierci? Życie faktycznie może nam stanąć przed oczami Badacze przypadkiem odkryli, jak zachowuje się ludzki mózg na chwilę przed i po śmierci. Okazało się, że faktycznie odtwarza wspomnienia! Jednak jeden rodzaj komórek glejowych – tzw. astrocyty – pomaga nam również w myśleniu. Biorą one udział w przetwarzaniu impulsów nerwowych, ale nie odbywa się to za pomocą zmian stężenia jonów sodu i potasu, jak w przypadku neuronów. W astrocytach komunikacja opiera się na jonach wapnia. Mogą one ponadto wpływać na proces przekazywania informacji między neuronami poprzez synapsy. – Nic w mózgu nie dzieje się bez wiedzy astrocytów – mówi obrazowo dr hab. Katarzyna Kuter, kierownik Zakładu Neuropsychofarmakologii Instytutu Farmakologii im. Jerzego Maja Polskiej Akademii Nauk w Krakowie. Ile mamy komórek nerwowych? Przez wiele lat zakładano, że ludzki mózg składa się ze 100 mld neuronów. Dane te zweryfikowała jedna dr Suzana Herculano-Houzel z Uniwersytetu Federalnego Rio de Janeiro. Zastosowała w tym celu tzw. frakcjonowanie izotropowe. Polega ono na rozpuszczaniu komórek nerwowych, a następnie liczeniu uwolnionych z nich jąder komórkowych. Gdy w ten sposób przebadano mózgi trzech dorosłych osób, otrzymano zbliżone wyniki – ok. 86 mld neuronów. Również liczba astrocytów została zweryfikowana. Kiedyś uważano, że jest ich aż 10 razy więcej niż neuronów. Dziś wiadomo, że proporcje te bliższe są 1:1. Gdzie mamy drugi mózg? Nasz układ pokarmowy zawiera drugie co do wielkości skupisko neuronów w naszym organizmie. To co najmniej 100 milionów komórek, a niektórzy badacze mówią nawet o pięciokrotnie większej liczbie. Jelitowe neurony potrafią wytwarzać liczne neuroprzekaźniki, takie jak dopamina czy serotonina. Dlatego jelita bywają nazywane drugim mózgiem. „Bogata sieć zakończeń nerwowych w ścianie jelit wysyła sygnały do mózgu za pomocą nerwu błędnego. Badania naukowe prowadzone na gryzoniach wykazują, że takie przekazywanie sygnałów ma wpływ na rozwój zdolności poznawczych i na nastrój” – pisze w książce „Utracone mikroby. Brakujące ogniwo zdrowia i gorzka prawda o nadużywaniu antybiotyków prof. Martin J. Blaser z New York University School of Medicine. Uczeni uważają, że w ten sposób bakterie jelitowe wpływają na myślenie. Czym są neurony babci? To komórki nerwowe, które odpowiadają za rozpoznawanie znajomych twarzy w tłumie. „Neurony babci” są komórkami zdolnymi do łączenia percepcji twarzy z pamięcią długotrwałą. Jak bardzo zmienił się ludzki mózg przez 160 tys. lat? Prawie wcale. Co innego czaszki Ludzki mózg fascynuje nie tylko naukowców, ale też amatorów. W końcu to najbardziej złożony narząd w naszym organizmie. Czy współcześnie jest większy niż u Homo sapiens? Badania opisane na łamach prestiżowego czasopisma „Science” ujawniły istnienie takiej specyficznej odmiany neuronów w obszarze mózgu zwanym biegunem skroniowym. Odkryte przez badaczy komórki nerwowe odpowiadają za rozpoznawanie twarzy. W ten sposób nasze mózgi zapamiętują twarze tych, których kochamy. Dzięki eksperymentowi z udziałem małp zespół odkrył, że neurony w biegunie skroniowym reagowały na widok znajomych twarzy. Reakcja była też o wiele silniejsza w przypadku twarzy, które zwierzęta znały wcześniej bezpośrednio, niż w przypadku oglądania zdjęć osobników znanych tylko z ekranu. Naukowców zaskoczyła też szybkość reakcji – neurony rozróżniały znane i nieznane twarze natychmiast po przetworzeniu obrazu. Co to są neurony egocentryczne? Każdy z nas orientuje się w przestrzeni dzięki częściom mózgu, które zajmują się nawigacją. Tworzą one swoistą mentalną mapę naszego otoczenia. Część z nich koduje elementy tej mapy, inne pozwalają nam ustalić, w którym jej miejscu się znajdujemy i w jakim kierunku się poruszamy. Ten drugi typ komórek nerwowych to właśnie neurony egocentryczne. Najpierw udało się je namierzyć w mózgach szczurów – we fragmencie kory śródwęchowej zwanym korą postrynalną. Niedawno badacze ustalili, że u człowieka neurony egocentryczne znajdują się w tzw. korze parahipokampalnej. Stanowią one aż 25 proc. wszystkich komórek w tej części mózgu. Gdy szwankują, do czego dochodzi m.in. w chorobie Alzheimera, czujemy się zagubieni: nie umiemy znaleźć np. drogi do domu. Czy wykorzystujemy tylko 10% mózgu? Wciąż pokutuje przekonanie, że korzystamy tylko z niewielkiej części swojego potencjału umysłowego. Najbardziej powszechna wersja tego mitu mówi o 10% mózgu. Cała reszta ma tylko czekać, aż nauczymy się jej używać. Ten mit wykorzystują różne firmy oferujące tzw. „treningi inteligencji”. Jak działa "kanalizacja" w naszym mózgu? Naukowcy w końcu szczegółowo zbadali układ limfatyczny mózgu Przez wiele dziesięcioleci zagadką było, jak mózg pozbywa się niepotrzebnych substancji. Nowe badania pokazują, jak wygląda mózgowa sieć naczyń limfatycznych. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/jak-dziala-kanalizacja-w-naszym-mozgu-naukowcy-w-koncu-szczegolowo-zbadali-uklad-limfatyczny-mozgu-fot-dr-onder-albayram-medical-university-of-south-carolina-1f41073.jpeg" width="938" height="626" alt="Jak działa kanalizacja w naszym mózgu? Naukowcy w końcu szczegółowo zbadali układ limfatyczny mózgu (fot. Dr. Onder Albayram, Medical University of South Carolina)" title="Jak działa kanalizacja w naszym mózgu? Naukowcy w końcu szczegółowo zbadali układ limfatyczny mózgu (fot. Dr. Onder Albayram, Medical University of South Carolina)" /> Tymczasem badania aktywności mózgu wykazują, że każdy z nas wykorzystuje go niemal w stu procentach. Warto też pamiętać o tym, jak wiele zasobów zużywa ten narząd. – Gdybyśmy nie wykorzystywali większej części mózgu, byłoby to ogromne marnotrawstwo energii. A na coś takiego żaden organizm na Ziemi nie może sobie pozwolić – mówił prof. Barry Beyerstein, nieżyjący już psycholog z kanadyjskiego Simon Fraser University. Mit 10% mózgu wziął się prawdopodobnie z XIX-wiecznych badań nad wyjątkowo uzdolnionymi ludźmi, których IQ potrafi sięgać nawet 300 punktów. Zajmujący się tą dziedziną prof. William James z Harvard University stwierdził, że większość ludzi prawdopodobnie wykorzystuje tylko część swojego potencjału intelektualnego.