Fusión de plasma ayuda a los neurólogos a oír por encima del ruido

Investigadores de la Universidad de Warwick se han unido con los neurocientíficos de Cambridge para aplicar sus conocimientos desarrollados para estudiar los plasmas de fusión inaccesibles a fin de mejorar significativamente la comprensión de los datos obtenidos a partir del no-invasivo de estudio de las redes en el cerebro humano.A menos que se comprometen las técnicas invasivas, los neurocientíficos se limitan a la detección externa, al estudiar los cerebros de vivir. Un método clave para los investigadores a su vez es la magnetoencefalografía (MEG) en el que los sensores miden los campos magnéticos pequeños fuera de la cabeza que se generan como nuestro cerebro piensa. Con el fin de obtener un ‘plan funcional’ de cómo nuestro cerebro funciona, los investigadores quieren utilizar estas mediciones para determinar que las diferentes regiones del cerebro que parecen estar sincronizados entre sí como una persona que realiza tareas diferentes. En este estudio, los investigadores estaban interesados ​​en cómo el cerebro reacciona a la sorpresa.

A voluntarios sanos se les pidió que escucharan una serie de «pitidos», algunos de los cuales eran regulares y repetitivos y algunos de los cuales eran diferentes y fuera de la secuencia, y los investigadores escucharon a su actividad cerebral con el estado de la técnica MEG configuración en la cognición y la Unidad MRC Ciencias del Cerebro en Cambridge.

MEG tiene un gran potencial como una herramienta útil para el diagnóstico – que no es invasiva y mucho más cómodo para el sujeto que otras técnicas -, pero la señal neuromagnetic varía rápidamente, la relación señal a ruido es baja significa que esos datos son difíciles de entender.

Estos desafíos – la extracción de la señal del ruido en las observaciones que sólo se puede hacer de sensores externos – son también a menudo se enfrentan en los plasmas confinados magnéticamente para la fusión. De fusión de plasma investigadores de la Universidad de Warwick han desarrollado métodos para tratar los problemas de análisis de datos similares a los que se enfrentan los neurocientíficos. Los investigadores de Warwick han compartido estos métodos y técnicas de análisis con sus colegas neurocientíficos en Cambridge y Birkbeck. Juntos han sido capaces de llevar a cabo nuevos estudios que ya están empezando a proporcionar nuevos conocimientos sobre la red del cerebro – que han realizado el primer mapa de la red de forma dinámica cambiante del cerebro que tiene que ver con la «sorpresa» de los diferentes sonidos.

Se acaban de publicar los primeros resultados de este trabajo en el Journal of Neurophysiology en el documento «la rápida configuración de redes de alta frecuencia cerebral en respuesta a cambios sorprendentes en la recepción auditiva.» Los dos autores principales del artículo fueron la Dra. Ruth Nicol y la profesora Sandra Chapman, del Centro para la fusión, Espacio y Astrofísica en la Universidad del Departamento de Warwick de Física, que trabajó en estrecha colaboración con el profesor Ed Bullmore y su equipo en la Unidad de la Universidad de Cambridge Mapeo Cerebral Addenbrookes y otros neurocientíficos en Cambridge y Birkbeck.

Profesora Sandra Chapman de la Universidad de Warwick, dijo:

«Uno nunca sabe cuando el conocimiento de un campo puede ayudar en el otro. Es muy satisfactorio encontrar que las ideas que hemos desarrollado para comprender las observaciones remotas de la» tiempo espacial «de la aurora de la Tierra y los campos magnéticos, y la dinámica de los confinados magnéticamente plasmas de fusión – que un día una fuente de poder interna-también puede ayudarnos a escuchar en el funcionamiento del cerebro humano».

El profesor Ed Bullmore dijo:

«La complejidad de los sistemas biológicos como el cerebro humano requiere de un enfoque interdisciplinario para el análisis de datos donde los físicos pueden combinar sus habilidades cuantitativas con la experiencia en el campo de los neurocientíficos para lograr una mayor comprensión de los dos grupos podrían lograr por sí solo. Este estudio proporciona una visión nueva y emocionante en la forma humana redes del cerebro se reconfigura rápidamente en respuesta a estímulos impredecibles y también proporciona un gran ejemplo del valor añadido por los científicos que trabajan juntos en colaboraciones innovadoras para hacer frente a algunos de los principales retos de la neurociencia «.

Los investigadores han empezado a obtener algunos puntos de vista nuevo y extraño personaje. Cuando los sujetos de prueba oír el tono predecible patrón, los investigadores observaron que el cerebro tiende a sincronizar a nivel local – las conexiones activas eran en su mayoría entre las regiones vecinas del cerebro. Sin embargo, cuando los diferentes matices inesperados se escucharon los investigadores pudieron observar cómo el cerebro humano de forma dinámica vuelve a configurar sus conexiones – el porcentaje de larga distancia o las conexiones globales que utiliza el cerebro para la comunicación entre regiones muy distantes entre sí aumenta y esto sucede casi instantáneamente, en a sólo 80 milésimas de segundo.

Es probable que el cerebro ha evolucionado para ser eficientes – para utilizar la menor energía posible en la realización de tareas rutinarias y por lo que sólo estas conexiones de largo alcance sólo aparecen cuando se necesitan, por ejemplo, para evaluar un evento sorprendente en nuestro medio.

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