Eine schöne Visualisierung der elektrischen Aktion im Gehirn

Quelle: Credit: Neuroscape Lab / YouTube

Wie unterscheidet sich die elektrische Aktivität in deinem Gehirn, wenn du eine Person siehst oder ein Bild von dieser Person siehst, oder wenn du ein Lied hörst oder das selbe Lied dir selbst singst? Eine Visualisierung namens "Glassbrain Flythrough 2015", die vom Neuroscape Lab an der Universität von Kalifornien in San Francisco gebaut wurde, könnte Ihnen die Antwort zeigen.

Die Visualisierung ist sehenswert, einfach weil es schön ist, aber ohne Voiceover sind es nur eine Menge hübscher Hirnbilder. Der Mangel an Erklärung ist eine Schande, denn was Sie sehen, ist erstaunlich.

Die Visualisierung zeigt die elektrische Aktivität im Gehirn. Das 3D-Modell des Gehirns, das in dem Video zu sehen ist, wird von Magnetresonanztomographie (MRI) -Daten abgeleitet. Die elektrische Aktivität im Gehirn wird anhand von EEG-Daten (Elektroenzephalographen) ermittelt. EEG ist eine nicht-invasive Technologie, die koordinierte elektrische Aktivität in großen Gruppen von Neuronen durch ein Netz von Elektroden registriert, die typischerweise in einer Kappe getragen werden, die über den Kopf einer Person passt.

Die goldenen Fasern im Bild sind myelinisierte Gruppen von Nervenaxonen, die weiße Substanz genannt werden. Diese Axonbündel verbinden und koordinieren die Kommunikation zwischen verschiedenen Bereichen des Gehirns. Signale, die durch die Axonbündel gehen, werden im Video als Lichtimpulse visualisiert.

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Die verschiedenen Farben, die während der Visualisierung kommen und gehen, verfolgen die Aktivität in verschiedenen Frequenzbändern (manchmal auch "Gehirnwellen" genannt). Die Helligkeit einer Farbe zeigt die Intensität der Aktivität in einer bestimmten Bande an. Das Modell verfolgt die Aktivität in den Frequenzbändern Theta, Beta und Alpha.

• Theta, in Rot dargestellt, ist eine niedrige Frequenzbande (4 bis 7 Hz), die typischerweise bei Schläfrigkeit oder Meditation bei älteren Kindern und Erwachsenen beobachtet wird.
• Beta, grün dargestellt, ist eine niedrige bis mittlere Bande (16 bis 31 Hz), die mit einer Vielzahl von mentalen Zuständen und körperlicher Aktivität assoziiert ist. Zum Beispiel kann Beta während aktiver Bewegungen reduziert und während des ängstlichen Denkens erhöht werden.
• Alpha, blau dargestellt, ist ein weiteres niederfrequentes Band (8 bis 15 Hz), das typischerweise mit Entspannung oder Schließen der Augen verbunden ist.
• Farbmischungen zeigen Aktivität in mehr als einer Bande. Zum Beispiel zeigt Purpur Aktivität sowohl in den Theta- als auch in den Alpha-Bändern.

Die Visualisierung wurde mit der Unity3D Video Game Development Engine erstellt. Dies ist die gleiche Spiel-Engine, die von Forschern des Xerox Research Center Europe verwendet wird, um virtuelle Szenen zu erstellen, mit denen tiefgehende Lernnetzwerke trainiert werden, um reale Probleme zu lösen.

Das Erstaunlichste an dem Modell, das die Visualisierung erzeugt, ist in der Visualisierung nicht ersichtlich. Das Modell ermöglicht es Ihnen, die elektrische Aktivität im Gehirn einer Person, die die Elektrodenkappe trägt, in Echtzeit anzuzeigen. Da die Visualisierung mit der Unity3D-Engine erstellt wurde, können Sie mit einem Gamepad in Echtzeit durch das Gehirn fliegen.

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Denken Sie eine Minute darüber nach. Wenn Sie im Neuroscape Lab mit einer Elektrodenkappe ausgestattet wären, könnten Sie während des Lesens dieses Artikels über Echtzeit-Durchfalle von elektrischer Aktivität im Gehirn einen Echtzeit-Flug durch die elektrische Aktivität in Ihrem Gehirn durchführen.

Eine etwas andere Version dieses Artikels erschien zuerst auf Forbes.