aihot  2017-06-17 00:02:45  未来医疗 |   查看评论   
医疗未来的四个声明
       让我向你建议关于未来的四个有趣的陈述:
 
       1.正如我在这个视频中所说,化学脑保存是一种技术,可能很快被验证,以便廉价保存我们的记忆和身份的关键特征在我们的生物死亡。
       2.如果可以验证化学或低温脑保存以可靠地存储可检索和有用的个人心理信息,则这些医疗程序应在所有社会中作为生物死亡的选择提供。
       3.如果计算神经科学,显微镜,扫描和赢咖4技术的历史速率继续提高,保存的记忆和身份可以通过“上传”到计算机模拟,在本世纪末之前开始得到重现。
       4.在所有社会中,大量少数民族(比方说,10万人)在生物死亡时做了脑保护,无论最终从保留的大脑中恢复多少信息,重大的积极社会变化将导致今天的社会。
 
       这些都是特别的索赔,每个都需要强有力的证据。许多问题必须回答,我们才能相信任何他们。然而,我暂时相信所有这四个陈述,这就是为什么我与神经科学家Ken Hayworth在2010年共同创立了大脑保存基金会。 BPF是一个501c3 noprofit,包容了把显微镜下的脑保存的新兴科学。如果您想了解我们的努力,请查看我们,并加入我们的简报。
 
       我偶尔会查看并报告与上述声明相关的证据和论据,尝试解释为什么我对这些技术持乐观态度,并争取您尽可能快地推进验证或伪造。如果验证,我会向你提供帮助,以获得脑保护访问和负担得起的世界尽可能快速和负担得起。为此,感谢您在评论中留下的任何坦率和建设性的反馈。
 
       在这篇文章中,我想尝试临时回答一个与前面三个语句相关的问题:
 
       为了保留自我以供以后在计算机模拟中仿真,我们需要什么大脑功能?
 
       我们可以区分大脑中的三个不同的信息处理层:

1.电气活动(“感觉,思想,意识”)
       这些大脑特征在电路中从毫秒到秒存储。
2.短期化学活性(短期和中期学习 - “突触I”)
       这些脑功能存储从秒到几天在我们的神经突触(突触),通过临时分子变化前预先存在的神经信号蛋白和突触。
3.长期分子变化(长期学习 - “核与突触II”)
       这些是从年到我们的神经元的连接组,细胞核(表观基因组)和突触,通过对神经DNA的永久分子变化,新的神经蛋白和受体在现有突触的合成,以及创造新的突触的寿命。
 
       目前,合理的假设是,只有第三层,其中长期持久的分子变化发生,必须保留以用于后来的记忆和同一性恢复。以下每个层的概述应该有助于解释这个假设。
 
1.电气活动(“感觉,思想,意识”)
 
       我们的电脑包括神经元及其支持细胞(即星形胶质细胞中的钙波通信)中的短距离离子扩散,动作电位(神经元如何将信号从其树突发送到其突触),突触电位(信号如何跨越间隙神经元之间),电路(环路和网络)和同步(同时发射的神经元,尽管它们被广泛地分开)。电气特性以非常快的时间尺度(从几毫秒到几秒)操作,并且是可变的(不精确),易变的,并且容易中断。
 
       这些功能当然对我们非常重要。它们包括我们的感觉(感觉记忆)和当前的想法(通常被神经科学家称为“短期”记忆)。循环循环,循环回自己的特殊电路,保持我们当前的想法(当你排练一些信息,以避免忘记它,你确实保持它在循环中)。神经同步创造我们的有意识的感知,当它发生在我们的大脑的自我建模领域,它给我们自我意识的意识。
 
       然而电气特性也是短暂的。当你睡觉,或被无意识打倒,或被麻醉,你的意识消失,只有“重新启动”,以后,从你的大脑更稳定的部分。我们的记忆甚至没有精确回忆,而是作为挥发性电子过程,从这些分子长期商店,以容易受我们的精神状态和认知启动(我们的心中的其他)的影响的方式重新创建。这就是为什么目击者的证词是如此可变和不可靠。
 
       因此,我们自我的电学特征就像我们长期记忆和个性浪潮中的“泡沫”。他们让我们独一无二的时刻,因为他们只有我们最直接的思维过程。[2]令人惊讶的是,经历停止他们的心脏的特殊手术,以及一些淹没在非常冷的水中的人可能没有可检测的脑电图(电图案)超过三十分钟,并且他们的大脑在他们重新温暖后成功地重新启动。基本上,这些个体正在从临床脑死亡中恢复。不仅在这段时间里他们没有意识,他们没有无意识的想法。然而,由于他们的更深层次不是太中断,他们可以重新开始他们的电活动。
 
       关于神经尖峰,循环和同步的一本很好的书是Rhythms of the Brain,Gyorgy Buzsaki,2006。它解释了这些“最高阶”的我们的大脑的电特征的出现的属性和整合功能。我在UCSD的后期导师弗朗西斯·克里克和他的加州理工学院合作者克里斯托夫·科赫,称这个主题寻找神经相关的意识。这是一个伟大的短语。意识不是我们永远不会解决的谜,但根据许多神经科学家,它是神经同步的物理过程,特别是大脑的区域。
 
       这些简短的,节奏的同步通过收紧(“绑定”)其相互依赖的动作电位序列,在大脑远处区域的神经元组之间共享信息。同步由我们的脑中的抑制性神经元控制,其使用GABA神经递质。干扰伽马同步,如麻醉,你带走意识。给一个像唑吡旦一样的药物,激活GABA神经元和增加伽马同步,对处于持续植物人状态的患者,你从他们的昏迷中唤醒60%的药物到不同程度!维基百科还没有对意识的伽马同步模型的很好的解释,但他们将在几年内。
 
       Kavli的Laura Colgin在大鼠海马中发现了两种可靠的γ同步机制。她推测,缓慢的伽玛使得存储的记忆可用于当前意识,并且快速伽马整合感觉以创建有意识的感知。虽然神经科学家尚未就细节达成一致,但许多人发现了我们大脑的电学特征中的感觉,思想,情绪和意识的神经关联。这些特征以及我们将在下面描述的短期化学变化代表了我们长期记忆,自我和智力的逐时更新。
 
2.短期化学活性(短期和中期学习 - “突触I”)
 
       短期化学活性是下一层下降。它包括我们所有的短期和中期学习和记忆,一切超越我们的感觉,当前的想法和意识,但不包括我们的长期记忆。我们可以称之为“Synapse I”。
 
       由于你的电气经验和想法围绕你头脑中的各种电路,你在你的神经网络中做了一些短期的学习变化,捕获你所学到的一刻。这些涉及到您预先存在的突触(通信交接点)中预先存在的蛋白质的改变,持续几分钟(短期)至几天(中期)的改变。这些都是神经递质释放和短期促进(强化)或抑郁(弱化)突触效能的力学的变化。突触由突触后神经元接收的电信号(动作电位)的精确定时和频率修改,称为尖峰定时依赖性可塑性的过程。信号分子(神经递质,cAMP,Ca ++,CamKII,PKA,MAPK)和膜受体(NMDA)存在短期变化。在这些分子中的一些上改变磷酸化状态(化学标签),并且在突触中建立激酶(向关键分子添加磷酸盐的酶)和磷酸酶(消除它们的酶)之间的暂时平衡。 [注:2012年10月15日,Ye et。 et al。在Aplysia中显示,在涉及PKA的突触中精确的时空信号传导在突触电化学网络中保持短期记忆,并且PKA和MAPK的相互作用在这些网络中保持中间记忆,在称为突触便利的过程中。或中期学习或记忆是长期的,现在必须发生与细胞核的通信,然后构建新的膜蛋白和突触,其涉及连接体中新的或改变的电路。如果没有,新的内存就会消失。[3]
 
       每天晚上,当我们睡觉时,我们的短期和中期大脑将其经验的重要部分写入我们的长期记忆,建立持久的新突触连接,在这里,这种学习现在可以在我们的生活中保持多年,称为记忆合并。这个过程将我们最近学习和记忆的子集,显然是最相关的部分,从临时时空信号状态迁移到永久的新突触结构,锚定到每个神经元的细胞骨架。我们可以认为这些新的蛋白质,突触和电路建立在神经突触和核中的方式非常类似于DNA,因为它们是长期稳定的结构,编码为部分数字形式,将承受所有的通量和每个神经元内的生物化学的变异性。正如我们将讨论的,正是这些独特的突触和表观遗传网络,我们必须在创建神经模拟中保存,扫描和上传。长期记忆的形成最好发生在我们在慢波(深无梦)的睡眠,我们在夜间循环(特别是如果我们的卧室是黑暗和安静),并在良好的睡眠(一个伟大的方式“锁定”你学到的,经过一个苛刻的学习期,自然会让你困)。
 
       所有我们的神经元在电路中工作,并且在称为Hebbian学习的过程中基于化学和电活动来加强或削弱它们的连接。就像你的肌肉,在两个集合彼此相反对每个关节,神经回路在网络中的许多决策点是兴奋和抑制。也许最重要的决定点是每个神经元的细胞体,其中核是。来自每个神经元的所有树突(“根”)的电化学电流流向其细胞体,并且动作电位(电流波)从细胞体沿着轴突(“干细胞”)从细胞体流向其突触的每个神经元。谷氨酸是我们用来将兴奋性电流从突触发送到电路中下一个神经元的树突(突触后神经元)的主要神经递质。谷氨酰胺突触因此称为“阳性”符号,并且它们促进整个大脑的电活动。 GABA是我们用来使抑制性电流从突触后树突漏出的主要神经递质。因此,GABA能突触在符号上被称为“阴性”,并且它们抑制大脑中的电路。
 
       每个神经元总和从其树突接收的正和负输入的净结果,毫秒到秒。如果电流超过神经元的阈值,它发送动作电位(去极化电化学信号)到其所有的突触。当大脑学习,我们的突触扩大或收缩,给他们更大或更小的兴奋或抑制作用,我们可能更多或失去我们的突触。除了少数例外,每个神经元也仅使用一种类型的神经递质(例如,谷氨酸或GABA)或相同的一组神经递质,在其所有的突触。
 
       因此,存储器,思想,情感和意识的架构可以简化为惊人地简单的一组算法,连接,权重,信号分子和每个神经元中的电特征,以大规模并行的方式一起工作以创建远处的计算网络比单个零件更复杂。
 
       在高等动物中,我们海马中的神经元(我们大脑每个半球的两个c型器官),以及它们与我们大脑皮层的其余部分(特别是我们的额叶皮层)的连接,储存各种情景)和声明性(基于事实)的信息,都是从我们生命的最后几天。同时,我们小脑中的神经元(一个更原始的,“小脑”在我们的头骨的基地)存储程序学习和记忆(如何移动我们的身体在太空)。大鼠和灵长类动物的实验告诉我们,每个海马每天可能从神经干细胞每天产生成千上万的新神经元。除了为某些类型的损伤后的修复,没有成年大脑的其他部分是能够使用可检测数量的干细胞,据我们所知。我们的大脑的其余部分是postmitotic(无法使用细胞分裂来维持其结构),神经科学家在2006年在一个优雅的实验中学习。我们的神经元必须由我们的免疫和修复系统维持,并且他们通过自然老化死亡,杀死自己的细胞凋亡,记忆开始死亡。
 
       我们的海马神经元具有非常艰难的工作,暂时保持在他们独特的密集突触,并通过他们与其余的皮质,我们在过去一两天,我们在我们整个成年的生活中学到的新信息的连接。这里是一个计算机重建的一小部分十列的突触丰富“多刺树突”,从海马的CA1(输入)区域的图片。 CA1包含像放置单元的区域,基因上印有3D空间的详细地图。像我们肠道内的消化细胞和我们指尖的皮肤细胞一样,某些海马神经元似乎被这种要求严格的短期记忆保持功能定期磨损,所以一些神经科学家认为新的必须定期成长和成熟以替换它们。
 
       人们的海马通过手术切除,像记忆障碍患者亨利·莫里森,谁在27岁这样做,不能更新他们的长期情节和声明性记忆。 HM的长期记忆大多是“冻结”在27.他偶尔可以添加一些新的信息到他在手术前建立的相同类型的长期记忆,他可以学习新的程序(空间和肌肉)记忆在他的小脑,但他没有大脑的知识,他添加了这些记忆。 H.M.的惊人的生活表明,如果大脑保存过程损伤海马,但不是我们的大脑的其余部分,我们会回来没有我们最近的经验(逆行遗忘),但我们更旧的记忆和个性仍然是完整的。 USC的Ted Berger在2005年设计了一个简单版本的小鼠人工电子海马,所以有一个很好的理由相信,这部分的大脑,虽然重要,是不可替代的。只要你可以在从扫描的大脑构建的计算机仿真中安装人工海马,你就会回到商业中作为一个学习的有机体,只有你最近的一些记忆和学习被删除。这一切都有助于我们理解丹尼尔·丹尼特所说的叙事重力中心,我们最独特的自我,是我们的长期记忆。
 

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