Объявление

Осуществляется переход на новую версию движка (регистрация новых пользователей пока закрыта), свои пожелания и вопросы оставляйте в ветке: Технический раздел -> Форум

#1 2008-01-06 20:24:50

Walter Simons
Модератор
Из СПб
Зарегистрирован: 2006-09-21
Сообщений: 336
Сайт

Синаптический сканер

Каждого из нас беспокоит вопрос, что нужно будет сделать, что бы криопациенты вновь были возвращены к активной жизни. Возможно, удастся восстановить тело  с помощью нанотехнологий, медицины будущего? Крионика, это лишь подготовительный этап для тех, кто не успел (не успевает) на праздник развитых кибернетических технологий. Всякое может случиться и, было бы глупо, зайдя так далеко, потерять все одним махом. Посему, трансгуманисты, человеки - берегите голову! )) Теперь о главном, о втором, о втором после крионирования, шаге в решении нашей задачи – достижении физического бессмертия.

<img src="http://www.ljplus.ru/img4/w/a/walter_simons/telo.jpg" border="0" class="linked-image" />

Синаптическое сканирование.

Надеюсь, всем ясно, что все феномены высшей нервной деятельности обеспечивается – агломератом из миллиардов нервных клеток, беспорядочно (на первый взгляд) связанных между собой, что и составляет собой аппаратную часть личности, а сама личность – лишь ее функция. То, что это так, думаю не нужно доказывать. Ученые довольно изучили отдельные нашего мозга, вплоть до отдельных нейронов и добились серьезных успехов.
<img src="http://www.ljplus.ru/img4/w/a/walter_simons/glia.jpg" border="0" class="linked-image" />
Так Neural Prothesis экспериментально заменил область мозга называемую «Гипокамп» микрочипом, который выполнял ту же функции (долговременной памяти) что и живой аналог. Подробнее тут Т.е. 1) решена проблема подключения к нейронной ткани. 2) решена проблема замены участков мозга искусственными аналогами, без потери функции.
Ученые из Массачусетского Технологического Института (MIT) нашли способ блокировать и возбуждать активность отдельных нейронов головного мозга с помощью вспышек жёлтого и голубого цвета. Это открывает дорогу к неинвазивным имплантантам, раз. И возможностью функционального сканирования коры в живом (!) мозге, два. Подробнее тут.

Это все хорошо, но не решает проблемы, как "снять" личность с конкретного мозга. Кора мозга, очень тонкая, всего 6 условных слоев нужных нам клеток. Но ведь есть и белое вещество – это не менее важная часть! Она содержит аксоны - «кабели соединения» без них не возможно построить цифровую модель. Скорее всего «длинные» «кабеля» соединяющие разные участки коры, полушария, врожденные, так же как и нервные тракты. А вот короткие соединения, между нейронами, в пределах нескольких кортикальных колонок – «настроечные» т.е. приобретенные.
Так, как же нам достоверно считать весь этот массив замороженного, например, мозга?
Можно попытаться довести магнитно-резонансные сканеры, до «ума», что бы составить трехмерную карту высочайшей подробности. Можно попробовать применить новейшие электронные сканирующие микроскопы?

Сначала, мне представлялся способ, схожий с принципом нанофабрики.
<img src="http://www.ljplus.ru/img4/w/a/walter_simons/nano3D.jpg" border="0" class="linked-image" />
Вкратце, ее суть: тут
Только сканер должен функционировать наоборот.
<img src="http://www.ljplus.ru/img4/w/a/walter_simons/SS.gif" border="0" class="linked-image" />
Замороженный мозг помещают на нано - «сито» с очень тонкой алмазной стенкой (1). Размер дырок 100 нанометров, стенка 10-15 нм. Мозг под собственной тяжестью проходит через сито, разделяясь из монолита на нано-«лапшу». Под ситом нано-резак(2) разрубает пучки на нанокубики. Кубики падают на подложку из сенсоров(3), где и происходит сканирование слоя. Вот так, изрубив в нано - окрошку мозги, сканер получает подробнейшую трехмерную карту с шагом в 100 нм. кубических. Учитывая, что нейроны размерами от 3000 нанометров, а их соединения, хоть и на порядок мельче, все равно карта достаточно подробная. Сколько такая карта весит? Какая нам разница, хоть терабайтов 100! Она все равно пройдет обработку и лишний «шлак» из клеток обеспечения, 95% будет отсеяно.
Как ее обработать? Как «развернуть» это хитросплетение, в упорядоченную форму?
Это еще проще, чем сканирование. Нейронов всего несколько типов, все они универсальны, и выполняют одну и ту же функцию, находятся упорядочено. Отсюда и привязка – индекс, тип, слой, список контактов (а их до 20 тысяч!) с типом соединения, тормозящим или возбуждающим, его "весом". Все начинается с входящих рецепторов, а заканчивается двигательными аксонами, поэтому рано или поздно нейронная сеть будет перебрана по нейрону и переписана в удобоваримую форму.

Сами понимаете, технологии какого уровня нужно иметь, что бы эта штуковина заработала!?
Некоторое время я обдумывал варианты, обсуждал, собирал мнения и самым реальным казалась ультрафиолетовая микроскопия кусочков мозга с послойным срезанием и окрашиванием.
Я даже задавал вопросы в Ответах Гугля (тут) и Мембраны.ру(тут)

Ответ на вопрос, на который не смогли внятно ответить пользователи Мембраны и Гугля, оказался найден ответ у МИТа!
http://www.technologyreview.com/Biotech/19731/
Был предложен улучшенный метод, позволяющий с помощью электронной микроскопии восстанавливать 3D-картину расположения нейронов и аксонов в рассматриваемом фрагменте нервной ткани. Для обработки картинок с микроскопа сделана специальная софтина. Описанная работа выполнена на фрагменте сетчатки кролика - конечно, еще не мозг, но уже колония нейронов с определенной структурой:
<img src="http://www.technologyreview.com/files/13669/connectom_x220.jpg" border="0" class="linked-image" />
Тут есть видео, демонстрирующее принцип сканера.
Правда, чтобы восстанавливать действительно крупные фрагменты за разумное время, по их же оценкам, придется ускорить процесс в миллион раз...

Вот так вот, осталось только добраться до MIT  smile
Программа, которая чертит аксоны, мне кажется понятной. На скане(Z+0) ХY ищется поперечный срез аксона - он обладает достаточно толстой оболочкой (миелиновой), что выделяет его среди прочих клеточных элементов. Затем программа берет следующий скан Z+1 и примерно в этом же месте, что и на предыдущем отслеживает смещение аксона. затем следующий и следующий Z + 2,3,4...N. Потом опять переходит к Z+0 слою и ищет соседний аксон. Бывает, что аксон сильно изгибается или "переходит" в нейрон, но и эта задача - дело техники. Если он пойдет "обратно вверх" прога пометит коллизию в базе данных и потом, когда доберется до этого места "сверху" со следующего захода, соединит его в базе данных. (может и не так, мои измышления)

Думаю, очень скоро это станет реальностью:
<img src="http://www.ljplus.ru/img4/w/a/walter_simons/diskc.jpg" border="0" class="linked-image" />

Offline

#2 2008-01-12 20:45:05

101001011010
Участник
Из Москва
Зарегистрирован: 2008-01-12
Сообщений: 5

Re: Синаптический сканер

Это замечательно, но это ведь "F5", а не "F6".
Так что это может быть привлекательно не как продление жизни, а как принудительный способ воскрешения павших.

Offline

#3 2008-01-16 16:52:13

Walter Simons
Модератор
Из СПб
Зарегистрирован: 2006-09-21
Сообщений: 336
Сайт

Re: Синаптический сканер

101001011010 пишет:

Это замечательно, но это ведь "F5", а не "F6".
Так что это может быть привлекательно не как продление жизни, а как принудительный способ воскрешения павших.

Да! да! хотя F5, это больше крионика. А Сканер, это часть процесса, в аккурат между F5 и F6...

Offline

#4 2008-05-19 20:42:22

Walter Simons
Модератор
Из СПб
Зарегистрирован: 2006-09-21
Сообщений: 336
Сайт

Re: Синаптический сканер

Кирилл пишет:

Для F5, на мой взгляд, больше подходит фотоаппарат с микрофоном(хотя это вещь не очень важная) или видео камера.
И F9 на мой взгляд лучше чем F6, т.к. по F5 можно ненароком промахнуться  smile

Главное,  кнопку Power не заденьте  smile

Offline

#5 2008-07-08 20:48:09

Сергий
Участник
Зарегистрирован: 2008-06-30
Сообщений: 94

Re: Синаптический сканер

Вся сложность в определении весовых коэффициентов синапсов. Думаю, что этот тип сканера не подойдёт.

Offline

Подвал раздела

Под управлением FluxBB