World's first brain prosthesis revealed
19:00 12 March 2003
Exclusive from New Scientist Print Edition. Subscribe and get 4 free issues.
Duncan Graham-Rowe


The world's first brain prosthesis - an artificial hippocampus - is about to be tested in California. Unlike devices like cochlear implants, which merely stimulate brain activity, this silicon chip implant will perform the same processes as the damaged part of the brain it is replacing.

The prosthesis will first be tested on tissue from rats' brains, and then on live animals. If all goes well, it will then be tested as a way to help people who have suffered brain damage due to stroke, epilepsy or Alzheimer's disease.

Any device that mimics the brain clearly raises ethical issues. The brain not only affects memory, but your mood, awareness and consciousness - parts of your fundamental identity, says ethicist Joel Anderson at Washington University in St Louis, Missouri.

The researchers developing the brain prosthesis see it as a test case. "If you can't do it with the hippocampus you can't do it with anything," says team leader Theodore Berger of the University of Southern California in Los Angeles. The hippocampus is the most ordered and structured part of the brain, and one of the most studied. Importantly, it is also relatively easy to test its function.

The job of the hippocampus appears to be to "encode" experiences so they can be stored as long-term memories elsewhere in the brain. "If you lose your hippocampus you only lose the ability to store new memories," says Berger. That offers a relatively simple and safe way to test the device: if someone with the prosthesis regains the ability to store new memories, then it's safe to assume it works.

Model, build, interface
The inventors of the prosthesis had to overcome three major hurdles. They had to devise a mathematical model of how the hippocampus performs under all possible conditions, build that model into a silicon chip, and then interface the chip with the brain.

No one understands how the hippocampus encodes information. So the team simply copied its behaviour. Slices of rat hippocampus were stimulated with electrical signals, millions of times over, until they could be sure which electrical input produces a corresponding output. Putting the information from various slices together gave the team a mathematical model of the entire hippocampus.

They then programmed the model onto a chip, which in a human patient would sit on the skull rather than inside the brain. It communicates with the brain through two arrays of electrodes, placed on either side of the damaged area. One records the electrical activity coming in from the rest of the brain, while the other sends appropriate electrical instructions back out to the brain.

The hippocampus can be thought of as a series of similar neural circuits that work in parallel, says Berger, so it should be possible to bypass the damaged region entirely (see graphic).

Memory tasks
Berger and his team have taken nearly 10 years to develop the chip. They are about to test it on slices of rat brain kept alive in cerebrospinal fluid, they will tell a neural engineering conference in Capri, Italy, next week.

"It's a very important step because it's the first time we have put all the pieces together," he says. The work was funded by the US National Science Foundation, Office of Naval Research and Defense Advanced Research Projects Agency.

If it works, the team will test the prosthesis in live rats within six months, and then in monkeys trained to carry out memory tasks. The researchers will stop part of the monkey's hippocampus working and bypass it with the chip. "The real proof will be if the animal's behaviour changes or is maintained," says Sam Deadwyler of Wake Forest University in Winston-Salem, North Carolina, who will conduct the animal trials.

The hippocampus has a similar structure in most mammals, says Deadwyler, so little will have to be changed to adapt the technology for people. But before human trials begin, the team will have to prove unequivocally that the prosthesis is safe.

Collateral damage
One drawback is that it will inevitably bypass some healthy brain tissue. But this should not affect the patient's memories, says Berger. "It would be no different from removing brain tumours," where there is always some collateral damage, says Bernard Williams, a philosopher at Britain's University of Oxford, who is an expert in personal identity.

Anderson points out that it will take time for people to accept the technology. "Initially people thought heart transplants were an abomination because they assumed that having the heart you were born with was an important part of who you are."

While trials on monkeys will tell us a lot about the prosthesis's performance, there are some questions that will not be answered. For example, it is unclear whether we have any control over what we remember. If we do, would brain implants of the future force some people to remember things they would rather forget?

The ethical consequences of that would be serious. "Forgetting is the most beneficial process we possess," Williams says. It enables us to deal with painful situations without actually reliving them.

Another ethical conundrum concerns consent to being given the prosthesis, says Anderson. The people most in need of it will be those with a damaged hippocampus and a reduced ability to form new memories. "If someone can't form new memories, then to what extent can they give consent to have this implant?"

Mai pe romaneste, ca nu toata lumea stie limba lui Shakespeare. Eu cred ca daca vrei sa spui ceva zi pe romaneste si fa apoi trimiteri la ce vrei sa vaza toata lumea. Aici este un forum de discutii nu cred ca stau toti sa traduca. Engleza inca nu a ajuns limba galactica.

Am deschis acest topic pentru mesajele cu caracter informativ, puteţi posta articole, traduceri, link-uri, comentarii referitor la orice noutăţi din lumea ştiinţei şi tehnologiei contemporane.

- Adica se vorbeste despre experimente pe cobai !

- Despre implanturi cerebrale cu cipuri electronice.

- Despre hipocamp, o zona de la baza creierului unde se afla memoria, ... cipul face legatura dintre doua parti ale hipocampului, inlocuind sectiunea intermediara bolnava a hipocampului !

- S-a lucrat 10 ani la realizarea acestui microcip, si va urma testarea pe maimute, apoi la oameni (bolnavii de Alzheimer) !

- Inca rezultatele nu sunt prea concludente, insa este un inceput promitator in protezarea creierului !!!

- cam asta ar fi !

memoria este de fapt distribuită holografic în tot sistemul nervos, hipocampus-ul doar conduce procesele legate de memorie, cred că ceea ce se cunoaşte acum e prea rudimentar, de curând am citit cartea "Cum gândeşte creierul" de W.H.Calvin şi am constatat că lucrurile sunt mult mai complicate decât par la prima vedere, creierul nu este doar un mecanism foarte complex ci şi un proces dinamic, evolutiv, neuronii se leagă şi se dezleagă prin activarea/dezactivarea sinapselor modelând mereu noi configuraţii, astfel încât se adaptează mereu, nu este un circuit fixat dinainte ca într-un computer, doar în sistemul nervos periferic axonii au trasee bine definite, în cortex ei sunt aşezaţi pe straturi ierarhice cu miliarde de posibilităţi de conectare. Sunt un pic sceptic în ceea ce priveşte implanturile în creier, pe scoarţa cerebrală sau în interior în viitorul imediat. Deocamdată se pot conecta interfeţe la nivelul neuronilor senzitivi, pentru legarea la implanturi senzoriale care suplinesc auzul sau unele funcţii motorii. Creierul este - prin analogie cu computerele - masiv paralel şi aceste interfeţe nu au încă rezoluţia suficientă pentru simţurile complexe cum e văzul, mirosul/gustul sau simţul tactil.

Acest topic a fost editat de Erwin: 18 Jan 2008, 12:00 AM

High-Speed Robot Hand

Spionând conversaţiile bacteriilor între ele

O lume paralela se afla in interiorul Pamantului !

March, dacă scrie cineva ceva despre o ipoteză într-o fiţuică, nu înseamnă că a dovedit ceva. Numai nişte ignoranţi ar putea susţine ipoteza asta, acum în secolul XXI când se ştie foarte bine structura Pământului, densitatea, temperatura, presiunea, răspunsul seismic şi celelalte...

In timp ce multi spun ca USA este pe spongi , cercetatorii armatei isi vad de treaba. Cand veti vedea in viitorul nu prea indepartat o pasarica stationand in fata ferestrei voastre, uitati-va de doua ori cu atentie la ea. Daca mai aveti timp !

Era de asteptat...pasaricile au fost intotdeauna in centrul de interes al unor servicii si mereu suspecte de tradare si de acte subversive

FALS, FALS, FALS !!!

1.) Neurtonii nu se DEZLEAGA, decat atunci cand legatura se degradeaza datorita "imbatranirii" acesteia !

2.) Fac noi configuratii deoarece pornesc de la ZERO la nastere, apoi inlocuiesc legaturile imbatranite-moarte ( deoarece materia vie nu este eterna), in plus in ultimii ani s-a descoperit contrar vechilor credinte ca si creierul se regenereaza nascand neuroni noi, desi mult mai lent decat alte organe.

3.) Cat priveste sinapsele, acestea sunt "inventii" ale naturii vii pentru a putea unifica mai multe celule intr-un circuit electric rapid si selectiv, deoarece nu exista "o altfel de configuratie atat de bine unificata."

March, ai grija sa nu pici în groapa aia numita "Hollow Earth" a lui Thunder.

Un demn urmaş al lui Vlaicu, Vuia şi Coandă, Călin Gologan a realizat un avion electric, Electra One, care zboară cu o viteză de 160Km/h având o autonomie de 400Km. Un concept complet, Green Village Airfield, include un hangar solar cu 20mp de celule solare care permit funcţionarea curată, fără emisii de carbon cca. 300h/an a micului avion.

Desigur, s-a realizat în Germania, în România condiţiile sunt mult prea vitrege pentru inventatori, din păcate...

Nu stiu unde am s-o pun, dar am gasit o broasca brutala
http://www.youtube.com/watch?v=NcFMrkPKBoE

Iar trebuie schimbate manualele de fizică!

Daca cei de la Tesla reusesc sa produca aceste bateri la un pret accesibil, putem spune ca omenirea va intra intr-o noua era, aceea a independentei energetice. Sper sa apuc ziua in care voi putea sa cumpar o baterie care sa-mi alimenteze toata cabana cu energie de la soare. Voi invita prietenii sa asiste la momentul in care voi decupla cabana de la "cablul" de la Electrica, cablu prin care s-au scurs ani de zile banii pe care as fi putut sa-i folosesc pentru altceva decat pentru a le platii lor salariile.

Ziua aia va veni curând. Cam în 5 ani dacă e să mă iau după cât de repede se dezvoltă tehnologiile noi. Nu e mult decând tabletele din Star Trek erau doar SF și acum le avem în geantă sau în buzunar. Cu energia merge ceva mai greu, timpul energiei ieftine și regenerabile încă n-a sosit, titanii încă se bat pe resurse fosile.

Erwin, ce revolutie a fost un calculator la scoala, ca l-ai tinut sub banca, sa nu-l vada profesorul...
Daca atunci am fi zis ca azi se plimba orice pusti cu un smartphone la ureche, ar fi venit duba si ne-ar fi bagat la nebuni

Depinde de mediile de stocare, daca cei de la Tesla au gasit o cale de a stoca energia necesara unei locuinte, schimband productia sau adaugand-o productiei de automobile, este posibil ca in 5 ani sa avem aceste sistem si in Romania. "Titanii" din energie se reorienteaza, posibil ca aceasta scadere a pretului petrolului sa reprezinte un inceput spre reducerea investitiilor in industria extractiva si de prelucrare a petrolului. Cine stie ce ne rezerva viitorul in acest sens? poate ca "titanii" or sa cumpere licenta si-or s-o puna la pastrare pentru a controla piata energiei, s-a mai intamplat si cu alte inventii si inovatii, in trecut.

Cla, super broscuta



edit: ... se poate vedea filmuletul si fara sunet (... Hz ? ... dB )

Acest topic a fost editat de punctt: 13 May 2015, 10:39 AM