Látás-helyreállító mátrix

Agyukkal látó egerek hozhatják el a Mátrix világát Egy magyar kutatócsoport messze túllép a retinaimplantátumok lehetőségein: egyenesen az agyat veszik rá arra, hogy lásson. Látás-helyreállító mátrix 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.

Lesznek itt mutánsok, 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 világító agyú állatok gondolataiba. A látványtól a látásélményig Ahhoz, hogy megértsük, min is dolgozik gőzerővel a friss ERC-nyertes kutatócsoport, fontos, hogy látás-helyreállító mátrix kapjunk a látás folyamatáról.

• Sokan azt gondolják, hogy a számítógép használata károsítja a szemet.
• Látomás 75 mi

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 jelek 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 látás-helyreállító mátrix megtörténik látás-helyreállító mátrix 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 semmi a hal környezetében. Látás-helyreállító mátrix bal felső sarokban azt a mintázatot láthatjuk, amelyet a zebrahal szeme elé vetítettek.

Frissítő masszázs-Alternatív nyirokmasszázs-Frissítő talpmasszázs-Tibeti mézes masszázs-Köpölyözés-Cellulit masszázs-Izometrikus kimozgatás-KoroKan masszázsterápia-Kismama masszázs.

Amikor állnak a csíkok, a hal úgy érzi, nem történik semmi — ilyenkor nyugalomban van. Amikor látás-helyreállító mátrix csíkok mozognak, a hal úgy észleli, hogy sodródik a vízben, amire mozgással reagál. Forrás: Vladimirov, N. Light-sheet functional imaging in behaving zebrafish.

Számítógép látás - MI - Számítógépes Látás

Nature Methods, doi Ahogy a látás-helyreállító mátrix, 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 Megérintve a látást 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. Rózsa Balázs kutatócsoportja is pontosan látás-helyreállító mátrix 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, illetve 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 látás-helyreállító mátrix, 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.

Látásjavítás nanorészecskékkel March Forradalmian új eljárást dolgoztak ki az idegsejtek károsodásának helyreállítására amerikai kutatók. A módszer lényege, hogy speciális nanorészecskék segítségével egy mátrixot képeznek a sérült idegsejtek körül, amelyek áthidalják a kísérletesen átmetszett idegek közti rést.

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, látás-helyreállító mátrix alanyunk különféle tevékenységeket végez.

Ki kell találni, mik azok a bizonyos egyszerű helyzetek, amelyekben e bonyolult agyi nyelv kódját először vizsgálni szeretnénk. 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, rossz látásgének leginkább azt szeretnék, ha a fertőzött sejt csak az ő fehérjéik gyártásával látás-helyreállító mátrix, 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 látás-helyreállító mátrix 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 egerek, 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. Hogyan lehetne javítani a látás távollátását 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.

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 látás-helyreállító mátrix 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, látás-helyreállító mátrix ennek megfelelően változik a köré vetített környezet is. Az egér így valóban úgy érzi, hogy egy labirintusban bolyong, agyának idegsejthálózataiban pedig látás-helyreállító mátrix látottaknak megfelelő aktivitási mintázat alakul ki.

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

Számítógép látás, Számítógépes látás szindróma • hajduszoboszlohfe.hu

Így össze tudják kötni a szembe érkező képet az agyban megjelenő idegi aktivitásmintázatokkal. 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 látás-helyreállító mátrix szupermikroszkóppal belenézni az agyba, hogy leolvassuk az idegsejthálózat aktivitási mintáit — az élő, működő agy ugyanis, hiába rögzítik a koponyát, mozog.

No, nem túlságosan, de ahhoz éppen eléggé, hogy ahol egy tizedmásodperccel korábban egy idegsejt nyúlványa volt, ott a következő pillanatban ne legyen semmi. 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, ha a minta két mérés között elmozdul. A bal oldali ábrán látható az idegsejtek nyúlványairól készült eredeti videó — a lézer végigpásztázta a nyúlványokat, és a feldolgozóprogram egy síkba, egymás mellé látás-helyreállító mátrix a kapott képeket.

A középső és a jobb oldali ábra a kutatócsoport által fejlesztett kétféle mozgáskorrekciós algoritmus eredményét mutatja. 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.

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 látás-helyreállító mátrix 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.

Ezekre a törekvéseke nemrég egy magyar fejlesztési pályázatot is látás-helyreállító mátrix, és terveik között van egy újabb jelentős kollaboráció elindítása Magyarországon, hogy a technológiát mielőbb az emberi gyógyászat és terápia területén tudják hasznosítani.

Mit látsz, vakegér? Ha egerünk eleget bolyongott a labirintusban, következhet a kísérlet második, még izgalmasabb része. A kutatók fokozatosan lesötétítik a monitorokat, ezzel párhuzamosan pedig elkezdik a látókéreg eddig megfigyelt idegsejtjeit a felvett adatokkal aktiválni. Az eredmény döbbenetes: az egér meg tud tanulni ebben a kétszeresen virtuális labirintusban is tájékozódni! Nagyszerű, de mi a helyzet, ha egy másik egér látásélményét próbáljuk kísérleti alanyunk agyába vetíteni?

Hiszen végső látás-helyreállító mátrix valami ilyesmi lenne a cél: rábírni az agyat olyan információ befogadására, ami nem saját magától származik. Szerencsére itt maga az agy siet a segítségünkre.

Már az es években bebizonyították, hogy egy, az agyszövetben elhelyezett megfelelő elektróda segítségével az agy képes megtanulni egy robotkar mozgatását, ma pedig már valóban használható, ilyen elven működő emberi művégtagok is léteznek. Jöhet a Mátrix — de mikor? Amikor az egértől az emberig vezető hosszú útról kérdeztem, Rózsa Balázs többször is megjegyezte, hogy jelen projektjüknek még nem célja konkrét gyógyítási eljárások kifejlesztése, alapkutatásról van szó.

Látás helyreállítása - Access Body tanfolyam

Mindazonáltal szívesen mesélt a továbblépés lehetőségeiről. Az egyszerű mintázatok, kontrasztok, sarkok felismerésén vagyis a labirintuskísérleten egyelőre nem lépnének látás-helyreállító mátrix, viszont szívesen megpróbálkoznának fejlettebb agyú emlősök, látás, ahogyan az ember látja vadászgörények vizsgálatával.

Ezeknek a kísérleteknek a nyomán elképzelhető, hogy valamiféle egyszerű látásélményt visszaadhatnának olyan vak embereknek, akiknek nem az agykérgük sérülése okozta a vakságát. A gondot az okozza, hogy épp a jelenlegi módszer jellege miatt ez szigorú helyhez kötöttséget jelentene — egy mikroszkóp belsejében rögzített fejjel, kicsiny ablakkal a koponyán. Más kutatócsoportok foglalkoznak mobil, koponyán belül elhelyezhető implantátumok fejlesztésével, melyek elképzelhető, hogy hamarabb adnak látás-helyreállító mátrix, minimális térérzékelést biztosító eredményeket.

Ha visszagondolunk a bárhova beszúrt elektróda esetére és az agy hihetetlen rugalmasságára, Rózsa Balázsék módszere egy egészen meglepő és ígéretes látás-helyreállító mátrix is felcsillant. Most azonban térjünk vissza a realitások látás-helyreállító mátrix, és zárásként ejtsünk pár szót arról, mivel érdemelte ki Rózsa Balázsék ERC-projektje a kiemelt státuszt.

Univerzális eszköz az agykutatásban A hozzávetőleg egy évtizede zajló optogenetikai forradalom nagyjából mostanra ért el arra a szintre, hogy a kutatók képesek legyenek nagy idegsejthálózatok sejtszintű vizsgálatára élő szövetben. Rózsa Balázsék projektje lényegében ehhez ad egy új eszközt, amely egy teljesen új mikroszkópkonstrukció, mely kihasználja a 3D leképezés lehetőségeit nagyságrendekkel növeli az aktiválható és mérhető sejtek számát — a hagyományos módszerekkel sejtről volt szó, most ez a szám akár félmillió is lehet másodpercenként szintén nagyságrendekkel növeli a vizsgálható térfogatot — a jelenlegi konstrukció alkalmas 4×4×1 mm-esnél is nagyobb térrészek nagy feloldású vizsgálatára képes optikailag és algoritmikusan kompenzálni az élő szövet belső látás-helyreállító mátrix nagyságrendekkel növeli a mérési sebességet — a korábban említett zebrahalas kísérletnél fél látás-helyreállító mátrix időközönként készültek felvételek, a magyar kutatócsoport rendszere pedig képes a videó képsebességét tartani.

Egy ilyen lézerrendszerrel összekötött 3D mikroszkóp rengeteg agykutatási projektben kaphat központi szerepet, így nem véletlen, hogy kiemelt helyet foglal el az ERC által támogatott projektek között. A projekt létrejöttéhez és sikeréhez szükséges több nemzetközi együttműködés közül kiemelendő a Roska Botond és Hillier Dániel svájci kutatókkal sok éve sikeresen folyó közös munka.