Первый эксперимент по количественному самоизмерению мозга

Posted on by riasevastopol

Рассел Полдрак (Russell Poldrack) только с виду обычный юноша. Как и все мы, утром он завтракает, выпивает кофе и идет на работу — ничего необыкновенного. Но в отличие от вторых людей, каждый день он тратит массу времени, дабы шепетильно вернуть события каждого прожитого дня.

Он отслеживает собственный рацион и все собственные переживания, по нескольку ежедневно отвечая на вопросы анкет, в подробностях говоря, какие конкретно эмоции он испытывал.

Для чего? Вот уже полтора года четверг и каждый вторник Полдрак проходит МРТ-сканирование мозга. Нейропсихолог по профессии, он выступает и в качестве исследователя, и в качестве испытуемого в потрясающем количественном опыте по изучению собственного мозга.

Научный издание Nature Communications сравнительно не так давно опубликовал его работу называющиеся «Долговременное нейронное и физиологическое фенотипирование одного индивидуума».

«Один индивидуум» в данном контексте — это Полдрак лично. Не смотря на то, что ученый возможно не самым подходящим кандидатом для подобного рода изучения, но, согласно его точке зрения, он достаточно простой человек для опыта, на протяжении которого, кстати, анализируется неповторимый темперамент мозговой активности.

Результаты изучения, со своей стороны, смогут лечь в базу предстоящих опытов.Первый эксперимент по количественному самоизмерению мозга

  • Секреты нейрофизиологии для интернет-маркетолога

В то время, когда люди изменяются, изменяется ли их мозг?

Работа Лори Фрик, основанная на итогах электро-энцефалограммы сна многих лет

на данный момент в Полдрак трудится в Стэнфордском Университете, а до этого управлял НИИ обработки изображений в Университете Техаса. На проведение опыта Полдрака побудило творение местной художницы Лори Фрик (Laurie Frick). В базе ее работы — результаты грандиозного ЭЭГ-изучения мозга. О собственной методике создания портретов она поведала на сцене TEDx:

«Для себя я решила обратиться конкретно к данным собственного тела. Я надела фитнес-браслет, вычислявший мои шаги. Ежедневно я взвешивалась и фиксировала собственные параметры.

Я сплевывала в пробирку, дабы приобретать образцы ДНК. Я установила приложение ManicTime, фиксирующее все действия на компьютере. Я фиксировала все маршруты на телефоне, куда бы ни шла.

Настроила уведомления электронной почты, скрупулезно фиксировала все ощущения в животе и все, что я ела».

В той же презентации Фрик подчернула, что изучение собственного тела для произведения искусства продвинуло кое-какие изучения в центре.

Движущую роль в проекте делал не нарциссизм, ну либо не только он. «Тогда как многие люди, — додаёт Фрик, — смотрят за показателями жизнедеятельности: поведение, настроение, пульс, питание, никто еще не изучил мозг — ни личный, ни чей или еще».

Что касается Полдрака, то он в основном заинтересован в изучении собственного коннектома (connectome). Коннектом человека — это вся структура нервных связей организма. Его возможно представить как электрическую схему тела, складывающуюся из всех нейронов организма.

Кроме этого как и геном, эта структура содержит информацию о том, кто мы имеется, из-за чего мы ощущаем то, что ощущаем, и делаем то, что делаем.

Часть коннектома человека

Нейробиологическое изучение коннектома на клеточном уровне шепетильно изучает и образовывает 3D-карты всех нейронов в мозге. Неудивительно, что единственный организм, коннектом которого возможно отобразить так, имеет ничтожно мелкий мозг — это нематода (круглый червь) Caenorhabditis elegans.

Но Полдрак специализируется на нейробиологии человека, а в данном научном направлении коннектомы не так правильны. «Техники, дешёвые нам на данный момент, не могут отобразить микроскопические элементы мозга живого человека», — растолковывает Полдрак. До тех пор пока что нейробиологи применяют МРТ, дабы отследить кровоток в различных частях мозга. Это дает им данные о том, какие конкретно части мозга активны и в то время, когда.

«В то время, когда вы проводите МРТ, — говорит Полдрак, — то видите четкую закономерность в “поведении” мозга».

Из этого ученые делают выводы о том, какие конкретно области взаимосвязаны. И не смотря на то, что коннектом человека подвергался бессчётным изучениям еще до опыта Полдрака, никто не пробовал отследить трансформации коннектома в течение долгого времени. И это неприятность, в случае если мы захотим когда-нибудь разобраться и осознать суть данных нейровизуализации. Как указано на сайте проекта: «Люди изменяются.

А в то время, когда они изменяются, их мозг изменяется также».

Люди изменяются. А в то время, когда они изменяются, их мозг изменяется также

Твитнуть цитату

«Большая часть исследователей, за которыми я замечал, ограничивались несколькими сканированиями МРТ одного мозга».

В 2013 году Роберт Бильдер, начальник центра психоневрологического фенотипирования при помощи Национального университета здравоохранения, растолковал, что проект Полдрака разрешит восполнить пробелы в научном понимании мозговой активности:

«Кроме того при бессчётных сканирований одного мозга, мы проводим сканирования с отличием в пара недель, месяцев либо кроме того лет. В следствии, мы кроме того не знаем, что считается нормой в рамках ежедневных трансформаций. Проект Рассела не сообщит нам, что имеется норма, по причине того, что исследуется один мозг, но я полагаю, что данный проект продемонстрирует нам, что вероятно происходит в мозге.

Мы заметим ежедневные колебания, определим, какие конкретно трансформации происходят».

  • Как проводятся нейромаркетинговые изучения?

Рассом Полдром (Russome Poldrome)

Аппарат МРТ, сканирующий мозг Полдрака

Сначала Полдрак осознавал, что сам станет объектом собственного опыта. Его воодушевляли труды современных ученых в данной области. Наряду с этим подобные самоисследования имеют практическое преимущество — Полдрак может собрать о себе больше данных, чем о ком-либо втором.

Прежде всего, проводя опыты над собой, Полдрак обошел нормативные положения Рабочей группы по биомедицинской этике, ограничивающие сбор ненужных данных. Данный комитет изучает, замечает и регулирует научные опыты над человеком. Изучая собственное тело, Полдрак взял возможность собирать эти, каковые могли быть взяты в лишь ходе инвазивных процедур, большая часть которых пригодилось бы для будущих изучений, а не для подтверждения конкретных догадок.

«Если бы мы проводили изучения над вторыми испытуемыми, нам бы пригодилось намного больше официальных обоснований с целью проведения опытов», — растолковывает Полдрак. — «Таковой подход предоставил нам свободу действий пробовать то, что согласно нашей точке зрения принесло бы практическую пользу».

Полдрак кроме этого осознавал, что количество информации о себе, каковые он стремился взять, будут ошеломительными. Он кроме этого осознавал, что есть самым целеустремленным и заинтересованным подопытным на Земле. «Я знал, что буду прилежнее и аккуратнее, чем каждый кандидат, — говорит Полдрак. — Я собирается посещать все процедуры, дабы отслеживать все те показатели, каковые запланировал». Он додаёт: «Уже на протяжении сбора данных я осознал, как бы это было сложно для постороннего человека».

Полдрак назвал проект MyConnectome — «Мой коннектом», частично дабы люди прекратили именовать его проект «Рассомом» либо «Полдромом».

Изображение мозга, поделённого на территории для изучения

Сбор данных начался в осеннюю пору 2012 года. Полдрак отслеживал настроение, уровень стресса и тревожности, концентрацию внимания, питание, приём спиртного, сон, давление, пульс, степень тяжести псориаза, боль в мышцах. Он кроме этого коротко записывал события каждого дня.

«Многие из этих показателей я уже знал, как отслеживать и замерять, какие-то мне были уже известны, — говорит Полдрак. — Одновременно с этим, я старался не перевоплотить сбор данных в непреодолимое задание. Но через некое время мне чертовски надоело замерять все эти показатели».

Два раза в неделю Полдрак проводил МРТ сканирование собственного мозга. Это был поверхностный мониторинг. Большая часть сканирований продолжалось не более 10 мин., но сам звук аппарата злил испытуемого.

К концу изучения Полдрак совершил 104 сканирования собственного мозга. А по вторникам, сразу после сканирования он сдавал анализ крови, показывающий экспрессию генов в белых кровяных тельцах, дабы выяснить, какие конкретно гены были в активной форме в тот либо другой сутки.

«Честно говоря мы делали все, что имели возможность», — говорит Полдрак. Деньги для финансирования проекта выделил Университет Техаса из фонда без ограничивающих условий применения. Опыт не взял грантов: «Имеется исследования и анализы, каковые мы имели возможность бы проводить, но не проводим в силу их стоимости»

Отсутствие возможности собрать еще больше данных стало спасением для проекта. Весной 2014 года сбор данных был закончен, по окончании чего Полдрак занялся сложным и долгим анализом, дабы привести сведения к единому знаменателю и извлечь суть из взятых результатов.

«В то время, когда я приступил к анализу данных, я не имел возможности кроме того догадываться, как непростая задача мне предстоит», — согласится Полдрак.

  • Нейромаркетинг как инструмент бизнеса: новые горизонты либо очередная иллюзия?

Подтверждение концепта

Карты коннектома Полдрака

Изучение, опубликованное научным центром Nature Communications, перечисляет кое-какие заключения и выводы опыта. Первостепенным открытием стало подтверждение трансформации нейронных сетей в людской теле со временем — ежедневно, семь дней, месяц:

«Психоневрологические когнитивные изучения продемонстрировали, что единичное измерение функции мозга характеризует индивидуума в общем. Мы зарегистрировали отчетливые трансформации во времени, предположив, что изучения функции людской мозга смогут быть дополнены результатами наблюдений за мозговой активностью в различное время у одних индивидуумов».

Полдрак выделяет, что так как в изучении учавствовал только один испытуемый, то его возможно принимать как подтверждение работоспособности концепции. Ученый считает, что полученные результаты окажутся самые полезными для старта вторых научных изучений.

Работа Полдрака подтвердила существование связи между формой его коннектома и тем, завтракал он либо выпивал кофе либо нет.

«Изначально я не собирался проводить таковой опыт, — говорит Полдрак. — Я воздерживался от пищи по вторникам, вследствие того что сдавал кровь, но я весьма обожаю завтракать и выпивать кофе. Исходя из этого я не воздерживался от еды в другие дни. Со временем я осознал, что это значительно влияет на мое физиологическое состояние, и мне стало весьма интересно отслеживать еще и связь между приёмом пищи и моим состоянием или кофе».

Коннектом Полдрака натощак (слева) и по окончании чашки кофе и завтрака (справа)

Команда Полдрака нашла еще больше связей в определенных нейоронных сетях мозга — в частности, между совокупностями, несущих ответственность за зрение и движение, в случае если испытуемый не получал кофеина и еды. Полдрак находит данный факт увлекательным: «Если бы мы надеялись на догадки, к примеру, что испытуемый был утомившимся, то связи были бы уставлены ошибочно». Желание осознать, из-за чего эта связь появляется, дает веские основания для дальшейших изучений.

Прием пищи воздействует на лишь на физиологическое общее состояние здоровья, но и темперамент нейронных связей в мозгу

Твитнуть цитату

Второе более ответственное открытие — количество значимых связей между функциональной связанностью и экспрессией генов мозга, подтвержденное результатами МРТ-сканирований и анализов крови Полдрака. Это воображает особенный интерес, потому как может растолковывать, как нервы человека связаны с генетикой — иными словами, как человеческий коннектом взаимодействует с человеческим геномом. Эти связи столь бессчётны и так доминантны, что воображают особенное значение для опыта, кроме того учитывая ограниченность изучения одним испытуемым.

«Я не пологаю, что кто-то может посмотреть на данные исследований и вскрикнуть: «Вау, вот данный конкретный ген связан с вот данной конкретной частью мозга!», — говорит Полдрак. — Но изучение обосновывает экспрессии взаимосвязей генов и идею мозга, и таких связей множество».

«Нейробиология на данный момент не может растолковать этого, — додаёт Полдрак. — Не все из установленных связей ошибочно хороши». Исследователь собирается создать приложение для анализа связей взятых данных.

  • Как брендам удается манипулировать отечественным сознанием

Открытый человеческий коннектом

Вторая сторона Рассела Полдрака. Внешняя часть

С момента окончания изучений Полдрак старался вести более свободную судьбу без прошлого твёрдого графика. Он прекратил отслеживать подробности каждой 60 секунд собственного дня, больше не проводил четверг и каждый вторник в кабинете МРТ.

«Во многом опыт был захватывающим, — говорит ученый. — Но иначе он меня деморализовал. Я все еще сомневаюсь, что данные исследований соответствуют моим ожиданиям от опыта. Это первый раз в моей карьере, в то время, когда я так очень сильно переживаю по поводу собственного опыта».

Частично его разочарование не имеет отношения к опыту. Полдрак сохранял надежду, что не считая величайших открытий, полученные эти окажут помощь ему лучше осознать себя — к примеру, какие конкретно продукты питания усугубляют его псориаз. Будучи и испытуемым, и ученым в самоё масштабном количественном самоисследовании, известном науке, это казалось рациональным и оправданным ожиданием. Но ему не повезло.

На протяжении изучения Полдрак осознал, как мизерно полученные результаты смогут поменять его жизнь.

Полдрак создал опыт MyConnectome, дабы собрать столько данных, сколько быть может, для предстоящего анализа. Он развил пара научных догадок, но он не отыскал их подтверждения, как и ответов на собственные индивидуальные вопросы — данных через чур много.

Но еще имеется время. Полдрак говорит, что не смотря на то, что его научный труд уже опубликован, все еще очень многое стоит проанализировать. Он сохраняет надежду, что другие исследователи подхватят его инициативу.

Собранные фактически в одиночку разнообразные эти — еженедельные анализы крови, питание, настроение, сканирования мозга — были опубликованы для общего доступа.

«Я посоветовался со собственными сотрудниками по поводу того, стоит ли публиковать эти сведенья либо нет, — информирует Полдрак, — в частности, данные о генах. В итоге, я сделал вывод, что оно стоит того».

«Разумеется, имеется определенные риски. Кто-то теоретически может применять мой геном для воссоздания ДНК и создания моей копии для совершения правонарушения, — смеется он. — Но иначе, кто то может проанализировать мои эти, прийти и сообщить: Эй, мы нашли причину твоего псориаза. Поменяй собственный рацион».

Кроме этого люди смогут продолжить труды: чем больше ученых задействовано в изучении, тем выше возможность, открыть что-то новое. А артисты, как Лори Фрик, смогут воплотить результаты в что-то красивое.

Одновременно с этим, данные все-таки недоступны научному сообществу — к примеру, его персональный ежедневник опыта. Часть из данной информации он вычисляет через чур личной для открытого доступа. «В этом изучении столько меня, столько всего личного, — говорит Полдрак, радуясь. — Желал бы я суметь сообщить «нет» в ответ на запрос, отслеживал ли я количество сексуальных контактов на протяжении опыта».

В случае если другие последуют примеру Полдрака и создадут карту собственных коннектомов, это перевоплотит результаты его работы в отправную точку более масштабного изучения. Однако, Полдрак подумывает над тем, дабы возвратиться к отслеживанию жизнедеятельности, дабы определить причину некоторых собственных состояний. Больше всего он волнуется о питании.

Полдрак говорит, что на данный момент он уже осознаёт, как он должен был в действительности отслеживать эти, и как выяснить, как диета воздействует на вспышки псориаза.

Но по окончании для того чтобы масштабного опыта, ученому, что в первый раз столь досконально изучил себя, необходимо время, дабы собраться с силами для нового исследовательского рывка. Как утверждает сам Полдрак, он обязан настроиться на важную работу, дабы добиться успеха и вынудить себя снова отслеживать все эти показатели.

Высоких вам конверсий!

По данным: priceonomics.com

Случайные статьи:

Хью Герр: Передовая бионика позволяет бегать, покорять горы и танцевать


Подборка похожих статей:

riasevastopol

More Posts