실시간으로 1 백만 개의 뉴런을 기록하는 방법
혁신적인 새로운 방법을 통해 과학자들은 100 만 개 이상의 뉴런에서 나오는 정보를 한 번에 번역 할 수있을뿐만 아니라 발생하는 활동을 해독 할 수 있습니다.
지난 수십 년 동안 일상 생활에서 생성되는 데이터의 양이 폭발적으로 증가했습니다.
예를 들어, 길을 걸을 때 휴대 전화는 걸음 수에 대한 정보를 수집합니다.
카드로 상점에서 물건을 구매할 때 은행은 당신이 무엇을 샀는지, 얼마 였는지, 어디에 있었는지 알고 있습니다.
마찬가지로 상점은 이전에 비슷한 것을 구입했는지 여부를 알고 있습니다.
데이터를 그 어느 때보 다 효율적으로 수집 할 수 있지만 이제 문제는 데이터로 무엇을해야하는지 이해하는 것입니다. 우리는 숫자를 가지고 있습니다. 그러나 그것들이 우리에게 유용합니까?
신경 과학을위한 거대한 도약
뇌에서 방대한 양의 데이터를 수집하는 데 엄청난 진전이 있었다는 점에서 신경 과학에서도 상황이 비슷합니다. 과학자들은 이제 한 번에 많은 수의 뇌 세포를 듣고 소통 할 수 있습니다.
이러한 발전은 진단, 치료 및 연구에 유용하다는 것이 입증되었지만 아직 완전한 잠재력을 실현하지 못했습니다. 데이터가 수집 된 후 처리 될 수있는 속도는 여전히 상당한 걸림돌입니다.
데이터 처리는 다른 신경 과학 분야의 발전에 빠르게 병목이되고 있습니다. 예를 들어, 뇌의 데이터를 실시간으로 수집하고 이해할 수 있다면 마비 된 사람의 로봇 팔을 제어하거나 임박한 간질 발작을 예측하는 데 큰 도약을 할 수 있습니다.
이러한 목표를 달성하려면 방대한 양의 데이터를 매우 신속하게 분석하고 계산해야합니다.
스웨덴 룬드 대학의 뉴로 나노 연구 센터의 연구원들은이 문제를 연구하고 있습니다. 그들은 수백만 개의 신경 세포와 실시간으로 통신 할 수있는 잠재력을 가진 방법을 고안했습니다.
그들의 연구 결과는 최근 저널에 게재되었습니다. 신경 정보학.
시스템은 뇌 세포의 수다를들을 수있을뿐만 아니라 거의 즉시 25 밀리 초 이내에 의미있는 출력으로 변환 할 수 있습니다. 이 새로운 기능의 비밀은 Hierarchical Data Format이라는 특정 데이터 형식과 비트 인코딩으로 알려진 프로세스입니다.
“신경 세포 신호를 비트 코드로 직접 레코딩하면 저장 용량이 크게 증가합니다. 그러나 가장 큰 이점은이 방법을 사용하면 컴퓨터의 프로세서에서 즉시 사용할 수있는 방식으로 정보를 저장할 수 있다는 것입니다. "
Neuronano Research Center의 신경 생리학 교수 Jens Schouenborg
신경 과학의 미래
Neuronano Research Center의 신경 생리학 교수이기도 한 Martin Garwicz는 그들의 방법이 다른 개입 (두피에 전극을 배치하는 뇌파도 등)보다 앞서있는 방법을 설명합니다.
“옆방에있는 10 명이 무슨 이야기를하는지 듣고 싶다고 상상해보십시오. 귀를 벽에 대고 들으면 중얼 거리는 소리 만 들리지만 방에있는 각 사람에게 마이크를 대면 대화를 이해하는 능력이 바뀝니다.”라고 그는 말합니다.
Garwicz는 "그런 다음, 백만 명의 개인의 말을 듣고, 전달 된 내용에서 패턴을 찾고, 즉시 응답 할 수있는 방법을 생각해보십시오. 이것이 바로 우리의 새로운 방법이 가능하게하는 것입니다."
이 새로운 방법론은 양방향 트래픽을 허용합니다. 신경 세포의 메시지를 대조하고 응답을 다시 보낼 수 있습니다. 이 기술은 트래픽이 비트 코드로 변환되는 방식에 의존합니다.
“이 아키텍처와 데이터 형식의 상당한 이점은 뇌의 신호가 비트 코드로 직접 변환되기 때문에 추가 변환이 필요하지 않다는 것입니다. 이는 임상 응용 분야에서 특히 뇌와 컴퓨터 간의 모든 통신에서 상당한 이점을 제공한다는 것을 의미합니다.”
수석 연구 저자 Bengt Ljungquist
앞으로이 모델은 신경 과학이 큰 발전을 이루는 데 도움이 될 수 있습니다. 뇌-기계 인터페이스와 뇌-컴퓨터 인터페이스는 최근 몇 년 동안 크게 향상되었지만 데이터 처리와 관련하여 종종 블록에 부딪 혔습니다.
비트 코드 시스템이 성공하면이 블록이 경로에서 이동할 수 있습니다.
