Er 'Teenage Mutant Ninja Turtles' Alien Cyborg Krang en videnskabelig mulighed?

Det Teenage Mutant Ninja Turtles Franchise er mange ting, men "strengt realistisk" er ikke en af ​​dem. I en film, der indeholder superfuglehalvehullede helte, er det nemt at afskrive meget af hvad der sker som science fiction eller fantasy. Dette gælder især for Krang, en skurk, der består af en hjerne med øjne, som styrer en massiv robotkrop. Der er ingen måde, der kunne fungere i det virkelige liv, ikke?

Da vi nåede ud til Mikhail A. Lebedev, der arbejder i neurofysiologi og hjernemaskinsinterfacer ved Duke University, forventede vi at høre, at Krangs brainy robot setup var helt fiktionens ting. Men det var ikke hvad der skete.

"Absolut er der rigtig videnskab," siger Lebedev.

Som det viser sig, er videnskaben bag Krang helt lyd, selvom vi ikke er lige tæt på at få det til at ske IRL.

Krangs opsætning er ikke særdeles forskellig fra de hjernemaskindrænseflader, som Lebedev bruger i sin forskning. Ved at forbinde abehjerne til maskiner (som f.eks. Enkle robotarm, der kan sende og modtage signaler) har Lebedevs forskning vist, at det er muligt at kontrollere maskiner, der kun bruger impulser fra hjernen.

For nuværende kan kapaciteterne i disse hjerne-maskininterfaces ikke helt give os den fine kontrol, vi ville have brug for til noget som Krangs selvstændige og ambulerende super skurkhjerne-in-a-box.

"I øjeblikket kan vi ikke gøre rigtig god informationsudveksling. Vi kan sende enkle meddelelser og modtage simple udgange, "siger Lebedev. Det betyder dog ikke, at det er umuligt. "I princippet siger Lebedev," da denne teknologi udvikler sig, kan dette blive muligt. "Så hvad skal vi have for at lave en maskine, der kan holde en hjerne i live og arbejde, Krang-style?

"Der bør være en form for blodforsyning og næringsstofforsyning - hvilket er et særskilt problem - også denne hjerne skal beskyttes mod infektioner, så kassen skal være virkelig steril for at holde hjernen sikker." Hjernen har brug for en konstant forsyning af ilt, samt en masse glukose. Lebedev fortæller os, at hjernen bruger omkring 30% af kroppens energi, så vi må sørge for, at det har masser af glukose for at holde det fyret på alle cylindre. Det vil også have brug for de kemikalier, der typisk findes i blodbanen, da disse kemikalier er, hvad hjernen bruger til at udveksle information mellem neuroner.

For at vores Krang-bot skal arbejde, er det også vigtigt, at vi holder denne hjerne optaget og stimuleret, så det ikke falder i søvn på os. "Det er meget vigtigt, at denne hjerne modtager sensoriske oplysninger fra denne ydre krop," siger Lebedev. Hjernen går i seng, når den ikke har noget at gøre, så sørg for at vores robotkrop er i stand til at sende stimulering til hjernen er nøglen.

Så nu hvor vi har fået detaljerne i vores robotlegeme udarbejdet, hvor langt er vi fra at se noget Krang i den virkelige verden? På nogle måder er det bemærkelsesværdigt tæt. I andre, ikke så meget.

En af Lebedevs nylige undersøgelser fandt succes i styring af kørestolsbevægelser med impulser fra en abes hjerne uden berøring. Sikker på, bevægelserne var ikke præcise eller finjusterede, men det er et bevis på konceptet. Videnskaben er der, og teorien er lydig.

Når det er sagt, var apenhjerne stadig i apen, som bringer os til den del af ligningen, der fjerner os lidt længere fra hjernen-i-boks virkelighed.

Det er ikke ligefrem etisk at tage en fungerende hjerne ud af en abe og koble den op til en maskine. Og fordi det betragtes som uetisk, er der ikke meget forskning, der drejer sig om, hvordan man gør det. Ingen forskning betyder, at vi ikke sandsynligvis vil se store fremskridt her når som helst snart.

Den del af problemet, som forskere kan arbejde på, er evnen til den kontrol, der kommer direkte fra hjernen. Ved at observere neuroner på arbejdspladsen kan vi få en bedre forståelse af, hvordan impulser virker, og hvordan disse impulser oversætter til direkte styring af et eksternt objekt. Udfordringen her er, at hjernen er utrolig kompleks, med over 50 milliarder neuroner på arbejde.

Og så observerer Lebedev disse neuroner i mindre prøver for at få en bedre forståelse for, hvordan disse neuroner virker, og hvad de gør. Der er en række måder at observere hjernens aktivitet på - elektroencefalogrammer (EEG), magnetfelter, overvågning af blodforsyningen - men de er alle blegne i forhold til at gå direkte til kilden.

"Der er mange måder, men indsættelse af elektroderne direkte i hjernen er langt den bedste måde at gøre denne kommunikation med hjernen på," siger Lebedev.

Vi kommer ikke til at se en hjerne-i-a-box robot skurk som Krang vandrer gaderne når som helst snart, men videnskaben bag den berømte TMNT karakter er overraskende lyd. Så hold øje med.