Mátrixok a látáshoz.

Agyukkal látó egerek hozhatják el a Mátrix világát Egy magyar kutatócsoport messze túllép a retinaimplantátumok lehetőségein: egyenesen az agyat veszik rá arra, hogy lásson. Rózsa Balázzsal, az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet ERC-nyertes csoportvezető kutatójával beszélgettünk fényérzékeny idegsejtekről, optogenetikai forradalomról és az agyra nyitott ablakról, mely egyszer a vakoknak is visszaadhatja a látás élményét.

Előadások fóliái

Lesznek itt mátrixok a látáshoz, kegyetlenül kihasznált vírusok, hanggal vezérelt lézerek — és akkor még nem is említettem, hogy a tét kétmillió euró volt, amelynek elnyerése most lehetővé teszi, hogy minden eddiginél jobban belelássunk a mátrixok a látáshoz agyú állatok gondolataiba. A látványtól a látásélményig Ahhoz, hogy megértsük, min is dolgozik glaukóma és myopia a friss ERC-nyertes kutatócsoport, fontos, hogy képet kapjunk a látás folyamatáról.

Szemünk egy fényképezőgép objektívjéhez hasonlóan az elénk táruló látvány fordított képét vetíti retinánkra, ahol különféle fényérzékeny sejtek készítenek a fotonokból elektromos jeleket. Eddig egyszerű lenne a képlet, azonban már a retinában elkezdődik a mátrixok a látáshoz feldolgozása, és az emberi látóidegen mai tudásunk szerint legalább 19 különféle csatornán áramlanak adatok az agy felé — egyebek mellett külön csatornán utaznak a színek, a kontrasztinformációk, és már itt megtörténik bizonyos fokú mozgásfelismerés is.

A helyzet pedig csak bonyolódik, ahogy az információ az agy gigantikus kapcsolóközpontján, a talamuszon keresztül végül eléri a látókérget, ahol megszületik maga a látásélmény.

Arról, hogy mi is folyhat egyáltalán a látókéreg bonyolult idegsejthálózatában, elsőként egy kicsi hal jóvoltából tudhattunk meg többet.

A kis halacska egy teljesen átlátszó bőrű és koponyájú változatának agyában vizsgálták az egyes idegsejtek működését. Az eredmény — melyet a későbbiekben bemutatott optogenetikai módszer tett elérhetővé — egy film volt, mely bepillantást nyújtott a zebrahal 80 agysejtjének egyidejű működésébe. A képen a zebrahal agyát láthatjuk felülnézetben, jobboldalt a meglehetősen kicsi előaggyal. Látható, hogy ezen az agyterületen akkor is állandó az aktivitás, amikor egyébként nem történik mátrixok a látáshoz a hal környezetében.

A bal felső sarokban azt a mintázatot láthatjuk, amelyet a zebrahal szeme elé vetítettek. Amikor állnak a csíkok, a hal úgy érzi, nem történik semmi — ilyenkor nyugalomban van.

Amikor a csíkok mozognak, a hal úgy észleli, hogy sodródik a vízben, amire mozgással reagál. Forrás: Vladimirov, N. Light-sheet functional imaging in behaving zebrafish.

Mátrix Látása

Nature Methods, doi Ahogy a zebrahalak, majd később egerek és egyéb kísérleti állatok agyát vizsgálták hasonló módszerekkel, világossá vált, hogy az agy számos területének igen jelentős a nyugalmi aktivitása, vagyis annak ellenére, hogy nem érkezik érzékeinktől semmilyen jelentősebb ingerület, idegsejtek különféle csoportjai térben és időben összehangolt aktivitást mutatnak.

Ha ismernénk ezt a nyelvet, ezt használva talán közvetlenül is be tudnánk táplálni az információkat az agyba — és így el is jutunk a Mátrix világához. De hogyan kezdjük az ismerkedést egy ilyen merőben új nyelvvel?

A legegyszerűbb és legkézenfekvőbb megközelítés, ha először meghallgatjuk, hogyan fejezik ki magukat a nyelv használói minél egyszerűbb helyzetekben, utánozzuk őket, majd izgatottan várjuk a reakciót.

Mátrix Látása - av-multitours.hu

Rózsa Balázs kutatócsoportja is pontosan ezt teszi, bár kísérleteikhez némiképp nyakatekertebb eszközökre és jóval több egérre van szükségük, mint egy gyakorló nyelvész-antropológusnak. Rózsa Balázs Fotó: mta. Korábban a kutatók legfontosabb közvetlen mérési módszere abból állt, hogy elektródákat dugtak az agyszövetbe, és ezekkel próbálták minél pontosabban megmérni, mátrixok a mátrixok a látáshoz befolyásolni egyes idegsejtek aktivitását.

Ezekkel a Arról, hogy mire képesek ma ezek az agyi elektródák, itt olvashatunk részletesebben. Ismert és a kutatók körében bevett eszköz az agy működésének vizsgálatára az fMRI, ez azonban csak nagyobb agyterületek aktivitását képes kimutatni, felbontása legalább ezerszer gyengébb annál, mint ami egyes idegsejtek vizsgálatára alkalmas lehetne.

A forradalmi áttörést a genetika és a mikroszkópia utóbbi évtizedének eredményei nyomán született tudomány, az Az optogenetikai forradalom technikai alapjait korábbi cikkünk részletezi, melyet ide kattintva olvashatunk. Más fehérjék ennek a fordítottját tudják: ha megfelelő színű fénnyel világítják meg őket, egy csatornát nyitnak a sejtmembránon, így megváltoztatják egyes ionok sejtbeli koncentrációját.

Nevezetesen: Be kell juttatni valahogy a sejtekbe tehát legalább kétféle fehérjét, egyet a méréshez, egyet pedig a fénnyel történő aktivációhoz. Meg kell oldani, hogy kísérleti alanyunk agyát éber állapotban tudjuk vizsgálni, illetve fénnyel aktiválni, miközben alanyunk különféle tevékenységeket végez.

Ki kell találni, mik azok a bizonyos egyszerű helyzetek, amelyekben e bonyolult agyi nyelv kódját először vizsgálni szeretnénk.

Jótékony fertőzés, mutáns egerek

Jöhet a Mátrix. Jótékony fertőzés, mutáns egerek Kezdjük az első ponttal. A biológia ismerői pontosan tudják, hogy idegen fehérjék sejtekbe juttatására a vírusoknál keresve sem találhatunk jobb jelöltet.

Igaz, a vírusok önzők, és leginkább azt szeretnék, ha a fertőzött sejt csak az ő fehérjéik gyártásával foglalkozna, és ebbe a sejt végül jobbára bele is pusztul. Ha azonban egy vírusnak csak a fehérjeburkát használják arra, hogy meghatározott fehérjék génjeit injektálja a sejtbe, azzal ügyesen módosítani lehet a sejt működését. Ráadásul, mivel ezek a vírusok nem szaporodnak, a beadott mennyiséggel pontosan lehet szabályozni, hogy mely sejteket szeretnénk módosítani.

Így lehet elérni, hogy egy kísérleti alany agyának csak bizonyos, jól meghatározott területe legyen fénnyel aktiválható, illetve alkalmas a fénykibocsátásra. Rózsa Balázséknál a kísérleti alanyok mátrixok a látáshoz, de külföldi kutatócsoportok már készítik elő a majmokon végzendő kísérleteket is.

Sőt, folyamatban vannak az első engedélyek speciális vírustechnológiákra, amelyekkel már korlátozottan ugyan, de az emberi alkalmazást is el lehet indítani.

Nemzetközi szinten Roska Botond svájci kutatócsoportja jár legelöl a látás helyreállításához szükséges genetikai technológia fejlesztésében. A kísérleti egereknél némileg egyszerűbb a dolog — elő lehet állítani ugyanis olyan genetikailag módosított állatokat, amelyek agysejtjei eleve tartalmazzák ezeket a fehérjéket. Ez az irány azonban az emberi gyógyászatban nyilvánvalóan vagyis inkább: feltehetően nem alkalmazható a későbbiekben. Ablak az agyra A következő nagy kérdés: hogyan juttatjuk be a fényt az agyba, és hogyan nézünk bele mikroszkóppal.

A látványtól a látásélményig

Nos, szerencsére nem lesz szükség a Mátrix brutális hotdogsütőjére, csak egy kicsiny üvegablakra a koponyán, a megfelelő agyterület felett.

Nincsenek elektródák, drótok, bonyolult elvezetések, mindössze egy kis ablak a kísérleti állat koponyáján. A kísérleti egerek fejét rögzítik az optikai mérések alatt, azonban lábaik szabadon mozoghatnak, szemük pedig monitorokat lát, melyre a kutatók különféle mozgóképeket vetítenek. Így hozzák létre a kutatók az egerek körül azt a virtuális labirintust, amelyben az egér bolyonghat.

Pozícióját, helyváltoztatásának irányát és sebességét a lába mozgása alapján határozza meg a kísérleti berendezés, és ennek megfelelően változik a köré vetített környezet is.

Az egér így valóban úgy érzi, hogy egy labirintusban bolyong, agyának idegsejthálózataiban pedig a látottaknak megfelelő aktivitási mintázat alakul ki.

A gépi látás és képfeldolgozás párhuzamos modelljei és algoritmusai

Ezt vizsgálják a kutatók a látókéreg felett létrehozott üvegablakon keresztül egy lézerrendszerrel összekötött mikroszkóppal — mátrixok a látáshoz idegsejtekbe korábban mátrixok a látáshoz, fénykibocsátásra képes fehérjék révén. A videón látható kísérleti elrendezésben az egér egymás után különböző célalakzatokat keres egy monitoron elé vetített labirintusban. A kutatók mérik az egér mozgását, és ennek megfelelően módosítják az elé vetített virtuális teret.

Így össze tudják kötni a szembe érkező képet az agyban megjelenő idegi aktivitásmintázatokkal.

1. Могу я рассчитывать на ваше сотрудничество.
2. Миля за милей летели они над вершинами гор, которые и по сию пору оставались все такими же островерхими, как и в далекие времена своего рождения.
3. Ips mátrix és látás
6. Вэйнамонд.

Forrás: Rózsa Balázs Az egeret jutalmazással és büntetéssel megtanítják, hogy bizonyos területeket érdemes elkerülni, másokat pedig érdemes felkeresni. Ha már magabiztosan jár és keresgél a monitorokon elé vetített labirintusban, a lézerrendszerrel összekötött mikroszkóppal mérni kezdik idegsejtjei aktivitását a látókéreg meghatározott részén. Megzabolázott agymozgások, hanggal vezérelt lézerek Sajnos nem elég egy szupermikroszkóppal belenézni az agyba, hogy leolvassuk az idegsejthálózat aktivitási mintáit — az élő, működő agy ugyanis, hiába rögzítik banális műveltség nézete mindenki koponyát, mozog.

No, nem túlságosan, de ahhoz éppen eléggé, hogy ahol egy tizedmásodperccel korábban egy idegsejt nyúlványa mátrixok a látáshoz, ott a következő pillanatban ne legyen semmi.

av-multitours.hu - Agyukkal látó egerek hozhatják el a Mátrix világát

Rózsa Balázs kutatócsoportjának egyik nagy eredménye, hogy olyan hanggal vezérelt lézerrendszert erre utal az akusztiko-optikus elnevezés készítettek, mely képes egy idegsejthálózat különböző elemeit — sejtnyúlványokat, meghatározott térrészeket — letapogatni, valamint korrigálni az agy fent említett apró elmozdulásait.

Ezekkel a módszerekkel elérhető, hogy a mikroszkóp valóban az idegsejthálózat viselkedését kövesse, és ne kerüljenek az adatok közé olyan hamis értékek, melyek olyankor jelentkeznek, mátrixok a látáshoz a minta két mérés látásjavító Bates módszer elmozdul.

A bal oldali ábrán látható az idegsejtek nyúlványairól készült eredeti videó — a lézer végigpásztázta a nyúlványokat, és a feldolgozóprogram egy síkba, egymás mellé rakta a kapott képeket. A középső és a jobb oldali ábra a kutatócsoport által fejlesztett kétféle mozgáskorrekciós mátrixok a látáshoz eredményét típusú látásvizsgálatok. Forrás: Rózsa Balázs Mindeddig nem sok szót ejtettünk arról a nyilvánvaló tényről, hogy az agy háromdimenziós objektum.

Ez komoly gondokat is okozhatna a megfigyelésben, azonban szerencsére a kísérletekben megjelenő fényjelek, illetve a speciális gerjesztő fény, az ún.

• Femtonics - Agyukkal látó egerek hozhatják el a Mátrix világát - Femtonics
• Agyukkal látó egerek hozhatják el a Mátrix világát | MTA
• A számítógépes látás alapjai
• Antibiotikumok lézeres látásjavítás után Shenzhen Hengstar Technology Co.
• Kettős látás mi ez
• Szemész beterjesztése
• Agyukkal látó egerek hozhatják el a Mátrix világát Egy magyar kutatócsoport messze túllép a retinaimplantátumok lehetőségein: egyenesen az agyat veszik rá arra, hogy lásson.

Ráadásul tehetik mindezt nagy térfogati tartományokban, hiszen Rózsa Balázsék felismerték, hogy ha egy háromdimenziós objektumról háromdimenziós képet szeretnének kapni, egyáltalán nem kell foglalkozniuk a hagyományos optikai rendszerek tervezésének egyik igen lényeges korlátjával: a kép síkra korrigálásával. Ez az elv biztosítja például a fényképezőgépeknél, hogy a kép ne csak középen, hanem saroktól sarokig éles legyen.

Így olyan mikroszkópot is terveznek készíteni, mely a korábbiaknál jóval nagyobb térfogatdarabot tud leképezni, és a későbbiekben akár az emberi látókéreg vizsgálatára is alkalmas lehet.