Оцифровать нервные импульсы
Современное развитие нейробиологии предъявляет высокие требования к процессу управления данными. Например, если речь идет об интерфейсах мозг-компьютер, которые работают за счет взаимодействия электронных компонентов с нейронами головного мозга.
Ученые из Лундского университета (Lund University, Швеция) разрабатывают новый метод сбора, обработки и хранения данных об активности большого количества нейронов. Он позволит перевести потенциалы действия в формат, который с высокой скоростью воспринимается компьютерным процессором.
Исследователи считают, что они смогут одномоментно собрать данные от более чем миллиона нервных клеток, проанализировать информацию и обеспечить обратную связь в течение нескольких миллисекунд. Таким образом, новый метод позволит взаимодействовать с участками мозга в режиме реального времени.
Суть метода заключается в перекодировании информации об электрической активности нейронов в двоичную систему. Это значительно экономит емкость хранилища. Такая информация будет сразу доступна для процессора компьютера.
В отличие от информации, получаемой, например, при регистрации электрических импульсов мозга наружными датчиками при электроэнцефалографии, новый метод исключит помехи и позволит фиксировать импульсы от каждой клетки, а также в двустороннем формате поддерживать связь с отдельными нейронами.
В дополнение к использованию информации из очень большого числа нейронов, метод также даст возможность для научных и клинических целей обрабатывать сохраненные записи за длительные периоды.
Прогресс в изучении мозга за последние годы привел к необходимости анализировать и хранить огромный объем информации, получаемой от нервных клеток. Область применения нового метода обширна: от создания бионических протезов для парализованных пациентов до выявления патологической активности нейронов при эпилепсии. Его можно будет использовать в фундаментальных исследованиях, клинической диагностике и лечении.
К сожалению, из всех этих блоков пока реализованы только два: кодирующее устройство (encoder) и запоминающее устройство для хранения данных о нервных импульсах (spike data storage).
Статья B. Ljungquist et al. A Bit-Encoding Based New Data Structure for Time and Memory Efficient Handling of Spike Times in an Electrophysiological Setup опубликована в журнале Neuroinformatics.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Lund University: New method manages and stores data from millions of nerve cells – in real time.