Er 'Teenage Mutant Ninja Turtles' Alien Cyborg Krang En Vitenskapelig Mulighet?

De Teenage Mutant Ninja Turtles Franchise er mange ting, men "strengt realistisk" er ikke en av dem. I en film som inneholder superfuglehalvhullede helter, er det enkelt å skrive av mye av hva som skjer som science fiction eller fantasi. Dette gjelder spesielt for Krang, en skurk som består av en hjerne med øyne, som styrer en massiv robotlegeme. Det er ingen måte noe som kan fungere i det virkelige livet, ikke sant?

Da vi kom ut til Mikhail A. Lebedev, som jobber i nevrofysiologi og hjernemaskinsgrensesnitt ved Duke University, forventet vi å høre at Krangs brainy robotoppsett var helt av fiksjonens ting. Men det er ikke det som skjedde.

"Absolutt er det ekte vitenskap," sier Lebedev.

Som det viser seg, er vitenskapen bak Krang helt lyd, selv om vi ikke er akkurat i nærheten av å få det til å skje IRL.

Krangs oppsett er ikke veldig forskjellig fra hjernemaskinsgrensesnittene som Lebedev bruker i sin forskning. Ved å forbinde apehjerner til maskiner (som for eksempel enkle robotarmer som kan sende og motta signaler, for eksempel) har Lebedevs forskning vist at det er mulig å kontrollere maskiner som bruker bare impulser fra hjernen.

For nå kan kapasiteten til disse hjernemaskinsgrensesnittene ikke helt gi oss den fine kontrollen vi trenger for noe som Krangs selvforsynte og ambulerende super skurkhjerne-i-en-boks.

"For øyeblikket kan vi ikke gjøre veldig bra informasjonsutveksling. Vi kan sende enkle meldinger og motta enkle utganger, sier Lebedev. Det betyr ikke at det er umulig, skjønt. "I prinsippet sier Lebedev," som denne teknologien utvikler, kan dette bli mulig. "Så hva ville vi trenge for å lage en maskin som er i stand til å holde en hjerne i live og jobbe, Krang-stil?

"Det bør være en slags blodforsyning og næringsstofftilførsel - som er et eget problem - også denne hjernen bør beskyttes mot infeksjoner, så boksen bør være veldig steril for å holde hjernen trygg." Hjernen trenger en konstant tilførsel av oksygen, så vel som mye glukose. Lebedev forteller oss at hjernen bruker omtrent 30% av kroppens energi, så vi må sørge for at det er rikelig med glukose for å holde den avfyring på alle sylindere. Det kommer også til å trenge kjemikaliene som vanligvis finnes i blodet, da disse kjemikaliene er det hjernen bruker til å utveksle informasjon mellom nevroner.

For at vår Krang-bot skal virke, er det også viktig at vi holder denne hjernen opptatt og stimulert, slik at den ikke sovner på oss. "Det er veldig viktig at denne hjernen mottar sensorisk informasjon fra denne ytre kroppen," sier Lebedev. Hjernen går i dvale når den ikke har noe å gjøre, så sørg for at roboten vår er i stand til å sende stimulering til hjernen er nøkkelen.

Så nå som vi har fått detaljer om roboten vår, har vi funnet ut hvor langt er vi fra å se noe Krang i den virkelige verden? På noen måter, merkelig lukke. I andre, ikke så mye.

En av Lebedevs nylige studier har funnet suksess i å kontrollere rullestolbevegelser med impulser fra en abes hjerne uten berøring. Visst var bevegelsene ikke presise eller finjusterte, men det er bevis på konseptet. Vitenskapen er der og teorien er lydig.

Når det er sagt, var apenhjernen fortsatt i apen, som bringer oss til den delen av ligningen som fjerner oss litt lenger fra hjernen-i-boks-virkeligheten.

Det er ikke akkurat etisk å ta en hjerne i arbeid fra en ape og koble den til en maskin. Og fordi det anses uetisk, er det ikke mye forskning som dreier seg om hvordan man gjør det. Ingen forskning betyr at vi ikke sannsynligvis vil se store fremskritt her når som helst snart.

Den delen av problemet som forskere kan arbeide med, er evnen til kontrollen som kommer direkte fra hjernen. Ved å observere nevroner på jobben, kan vi få en bedre forståelse av hvordan impulser fungerer og hvordan disse impulser oversetter til direkte kontroll av et eksternt objekt. Utfordringen her er at hjernen er utrolig kompleks, med over 50 milliarder nevroner på jobben.

Og så observerer Lebedev disse nevronene i mindre prøver for å få bedre forståelse for hvordan disse nevronene fungerer og hva de gjør. Det finnes en rekke måter å observere hjernens aktivitet på - elektroencefalogrammer (EEG), magnetfelt, overvåking av blodtilførselen - men de er alle bleke i forhold til å gå direkte til kilden.

"Det er mange måter, men å sette elektrodene rett inn i hjernen er langt den beste måten å gjøre denne kommunikasjonen med hjernen på," sier Lebedev.

Vi kommer ikke til å se en hjernen-i-a-boks robot skurk som Krang vandrer gatene når som helst snart, men vitenskapen bak den berømte TMNT tegn er overraskende lyd. Så hold øye med.