Gedankenkontrolle: Lernen wie das Gehirn funktioniert

Diese ScienceLives Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Ed Boyden Studien den Kontrollmechanismus hinter neuronale Schaltkreise, um zu verstehen, wie Kognition und Emotion entstehen und auch systematische Reparatur von hartnäckigen Gehirnerkrankungen wie Epilepsie, Parkinson, posttraumatische Belastungsstörung und chronischen Schmerzen zu ermöglichen. Als Benesse Karriere Entwicklung Professor am MIT Media Lab, Assistant Professor für Bioingenieurwesen und Gehirn und Kognitionswissenschaften am MIT und Leiter der Synthetic Neurobiologie Group, Boyden und seine Kollegen erfinden neue Werkzeuge für die Kontrolle und Beobachtung der Berechnungen von Hirnschaltkreisen durchgeführt. Boyden erhielt zahlreiche Auszeichnungen für seine Arbeit, einschließlich der NIH Direktor des neuen Innovator Award und der Society for Neuroscience Research Award für Innovation in den Neurowissenschaften. Boyden hieß auch der "Top 35 Innovatoren unter 35 Jahren" von Technology Review im Jahr 2006 und seine Laborarbeit wurde ausgewählt, um die Discovery Science Channel "Top 5 besten Wissenschaft Momente" im Jahr 2007 wurde er ausgewählt, für die "Top 20 Gehirne jünger als 40" von Discover Magazine im Jahr 2008. Er hat eine preisgekrönte Serie von Klassen am MIT ins Leben gerufen, die Prinzipien der Neuroengineering lehrt. Erfahren Sie mehr in einer Pressemitteilung und lesen Sie Boyden Antworten auf die folgenden ScienceLives 10 Fragen zu.

Name: Ed Boyden
Alter: 30
Institution: MIT
Studienrichtung: Neuroengineering

Was inspirierte Sie zu dieser Fachrichtung zu wählen?
Ich wollte neue Werkzeuge zu erfinden, die es ermöglichen, uns und andere Wissenschaftler zu philosophisch herausfordernde Probleme lösen, wie herauszufinden, was für eine Gefühl ist, oder wie wir uns selbst bewusst zu entdecken. Ich wollte auch neue Behandlungsmethoden bei hartnäckigen Störungen zu erfinden, die menschliche Gesundheit zu zerstören. Neuroengineering, ein im Entstehen begriffenen Bereich in dem wir entwickeln Methoden zur Analyse und Konstruktion die Schaltkreise des Gehirns, ist die perfekte Arena, in der diese doppelte Herausforderung anzugehen, da Verständnis der Komplexität des Gehirns benötigen viele neue Tools und gibt es so viele klinische Herausforderungen – Depressionen, Epilepsie, Schlaganfall, chronische Schmerzen – verlangt, dass wir radikal verbesserte therapeutische Ansätze.

Was ist der beste Ratschlag, den Sie jemals bekommen?
Im Laufe der Jahre habe ich viele gute Ratschläge, aber das beste war, um herauszufinden, wie ich denken und fühlen, wenn man über die Lösung schwieriger Probleme, so dass ich Probleme auf eine Art und Weise nähern können, die optimal für die Art und Weise ist mein Geist funktioniert, um meine positive Wirkung auf die Welt zu maximieren.

Was war Ihre erste wissenschaftliche Experiment als ein Kind?
Als kleines Kind habe ich eine Menge Mathematik. Ich war fasziniert von Mustern, die spontan in komplexen Systemen erschienen, und unzählige Stunden analysieren Muster in einer Reihe von Zahlen, Computerprogramme zu helfen, wenn ich aus analytischen Dampf lief zu schreiben. Ich gewann den ersten Platz im Bereich Mathematik von der Texas State Science Fair mit 13 für ein Projekt zur Musterbildung. Ein Jahr später arbeitete ich in einem Chemie-Labor der University of North Texas, wo das Ziel war, Leben von Grund auf neu erstellen, indem anorganische Materialien in geschichteten Tonen und sehen, ob DNA spontan bilden würde. Natürlich, es hat nicht funktioniert, oder Sie würde davon gehört haben! Aber wichtig war für die großen Herausforderungen von einem frühen Alter lernen. Diese Erfahrung gab mir eine tiefe Wertschätzung wie Wissenschaft verwendet werden könnte, um die großen Fragen der menschlichen Existenz zu konfrontieren.

Was ist Ihre Lieblingsbeschäftigung darum, ein Wissenschaftler oder Forscher?
So ziemlich alles. Ich liebe immer zu wählen, was große Probleme zu übernehmen, und dann brechen sie in kleinere Stücke, die wir lösen können. Ich liebe es, neue Dinge auszuprobieren optimieren unser Glück um etwas wirklich neues zu entdecken. Und ich Leben von Tag zu Tag: Betreuung der Studenten und Postdoktoranden, Versuchsplanung, Datenanalyse, Schreibpapiere und Vorträge. Es ist alles gut.

Was ist das wichtigste Merkmal eines Wissenschaftlers muss nachweisen, um eine effektive Wissenschaftler zu sein?
Ich denke, dass das wichtigste Merkmal kann, das ein Wissenschaftler haben, die Fähigkeit, zu erlernen, Strategieentwicklung, und ausprobieren, auch wenn ständig mit Versagen zu tun. Dies ist eine emotionale als auch ein geistiges Attribut.

Was sind die gesellschaftlichen Vorteile Ihrer Forschung?
Unsere aktuelle Forschung zielt auf erfinden neue Tools für die Steuerung der neuronalen Schaltkreise im Gehirn, und mithilfe dieser Tools, um die Grundsätze der neuronalen Schaltkreise bei Krankheitszuständen, zu kontrollieren, um die aberrante Muster der Aktivität im Gehirn in diesen Staaten zu korrigieren wie am besten zu entdecken. Mit diesen Werkzeugen können neue Therapien für Erkrankungen des Gehirns direkt auf lange Sicht können kann, sofort offenbart Prinzipien wie neuronale Schaltkreise kontrollieren jedoch grundlegende Erkenntnisse zukünftig auf welche Arten von Arzneimitteln oder Gehirn-Modulations-Strategien am besten wäre für die Behandlung von Erkrankungen des Gehirns bei gleichzeitiger Minimierung der Nebenwirkungen. Gegeben, dass Störungen des Nervensystems – sucht, Depression, Schlaganfall, chronische Schmerzen – Affekt Milliarden von Menschen weltweit und die Behandlungen sind unvollkommen mit vorliegenden Nebenwirkungen, hoffen wir, eine Menge von gesellschaftlichem Nutzen in den kommenden Jahren.

Wer hat den größten Einfluss auf Ihr Denken als Forscherin hatte?
Als Student am MIT verbrachte ich viel Zeit lernen, Physik und Elektrotechnik, und Frage mich, wie ich diese Disziplinen bahnbrechende Dinge tun anwenden könnte. Wenn das Labor, wo ich während des Studiums arbeitete, eine große Menge an Geld, renoviert habe, mein Bachelor Forschung Berater geschickt jeder, überall dort, wo sie recherchieren wollten, und ich ging, Bell Labs, wo viele Ingenieure versuchen, Hirnschaltkreisen zu lösen arbeiteten. Ich war süchtig. Also wenn ich das nächste Jahr für Graduiertenschulen interviewt, fragte ich jeder, wie ein physische Wissenschaftler mit dem Verständnis der Biologie helfen könnte. Also lesen über physische Wissenschaftler hatte einen enormen Einfluss auf die Biologie – Max Delbruck, Seymour Benzer, Francis Crick und viele andere – damals einen großen Einfluss auf mich hatte.

Was ist mit Ihrem Bereich oder als Wissenschaftler tun Sie denken würden die meisten Leute überraschen?
Da gibt es immer eine unendliche Menge an Informationen, die wir nicht kennen, und eine unendliche Anzahl von Dingen, die wir nicht vollständig begreifen, gibt es daher eine unendliche Anzahl von möglichen wichtige wissenschaftliche Projekte. Da wir nur eine begrenzte Anzahl von Dingen in unserem Leben machen können, ist die menschliche Wissenschaft zu tun obligately eine ästhetisch-driven Akte. Ich verbringe viel Zeit damit, um nicht nur die Auswirkungen, sondern um die Schönheit von, was wir tun. Eine gute wissenschaftliche Geschichte hat Cliffhanger, Überraschung enden und Drama. Die High School besuchte ich hatte ein ziemlich intensives Training in Literaturkritik und ich eine Gutschrift, die mit hilft mir beim Nachdenken über diesen Aspekt der wissenschaftlichen Schönheit.

Wenn Sie nur eine Sache von Ihrem brennenden Büro oder Labor, retten konnte was wäre es?
Das ist ein einfaches. Mein Laptop. Es ist mein Gehirn-Co-Prozessor.

Welche Musik spielen Sie in den meisten Fällen in Ihrem Labor oder im Auto?
Ich höre viel von Bach und Mozart wenn mein Geist in einer logischen oder fantasievolle Mode und elektronische Musik oder Techno betrieben wird, wenn es Zeit Ergebnisse Kurbel. Aber im Auto, ich ziemlich viel nur anhören NPR.

Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die ScienceLives Archiv.