В Интернете циркулировало множество статей и видеороликов , в которых утверждалось, что оптогенетика сделала возможным совершенный ввод/вывод данных в мозг с компьютера. Это явно ложь, иначе кто-то заработал бы много денег, продавая это.
Следовательно, мне любопытно, почему это неверно. Почему способность запускать и считывать информацию об активации отдельных нейронов не означает, что возможен бесшовный интерфейс человек-компьютер? Я предполагаю, что это как-то связано с ограничениями вычислительной мощности нашего мозга и ограничениями нейропластичности, но мой опыт в этой области ограничен.
Если этот вопрос слишком широк (а я так думаю), его можно переформулировать как запрос ссылок. Какие современные исследования проводятся по этой проблеме? Каковы современные подходы? Кто работает над этим? Есть ли публикации, которые хорошо описывают прогресс в этой (гипотетической) области?
сделал возможным идеальный ввод/вывод в мозг с компьютера
Идеально? Определенно нет: сложности оптогенетики одного квадратного миллиметра коры, скажем, мыши, чрезвычайно сложны. Как упоминает Чак, многие нейроны/синапсы могут быть активированы одним ЛАЗЕРОМ, а современные технологии позволяют одновременно использовать только несколько разных частот ЛАЗЕРА. Для «идеального ввода/вывода» легко представить себе систему, в которой потребуются тысячи различных ЛАЗЕРОВ, работающих на разных частотах, для индивидуального управления/считывания тысяч нейронов. ( Эта запись в блоге Марка Бакстера — хорошее резюме проблемы ажиотажа с оптогенетикой.)
Кроме того, это предположение полностью игнорирует синапсы , глиальные клетки, дендритные ветви и т. д ., которые могут быть важны для вычислений в мозге и, следовательно, должны учитываться для любой системы ввода-вывода.
Почему способность запускать и считывать информацию об активации отдельных нейронов не означает, что возможен бесшовный интерфейс человек-компьютер?
Вы предполагаете, что все, что делает мозг, закодировано в частоте возбуждения отдельных нейронов. Это массивное предположение, которому много доказательств противоречит. Например, есть данные, свидетельствующие о том, что у зрительной системы нет времени для кодирования информации в частоте импульсов, и постулируется, что в этой области важно «время до первого спайка» (в первом абзаце введения есть хорошее резюме аргументы/доказательства этой гипотезы). Кроме того, как я упоминал выше, частота возбуждения — это очень маленькая часть мозга, и это всего лишь один из многих способов, которыми мозг может кодировать/декодировать информацию (мы не знаем, какой, см. разделы 1.5, 1.6 и 1.7 для различных методов ). мозг может работать).
В завершение, на ум приходит один момент, который в настоящее время ограничивает оптогенетику, — это «глубина». Светопропускание быстро падает через нервную ткань : снижается на 50% после 100 м, и на 90% через 1мм. Если бы кто-то хотел, чтобы система ввода/вывода, подключенная к компьютеру, контролировала/читала часть мозга на 1 см ниже поверхности, то (в настоящее время) пришлось бы вырезать нервную ткань на этом пути — это большая проблема!
(Отредактировано с некоторыми ссылками.)
Чак Шеррингтон
That is to say, they insert the new gene into every neuron in that area, indiscriminately. But because of the promoter, the gene will only turn on in one type of neuron. All the other neurons will ignore it., они имеют в виду то, что может быть десятками или сотнями клеточных тел и тысячами проходных волокон (трактов белого вещества) в этом кубическом миллиметре.Чак Шеррингтон
Эоин
челонский