Tärkein Muu Kone, joka pystyy lukemaan mieltäsi

Kone, joka pystyy lukemaan mieltäsi

Tiede teknologia

Columbian magneettikuvauskeskuksessa tutkijat paljastavat ihmisen ajatusten, muistojen ja tunteiden hermopohjan.

parhaat New Yorkin korkeakoulut
Tekijä Bill Retherford '14JRN |Syksy 2019

3-teslainen aivojen MR-kuva korostaa verta verisuonijärjestelmässä. Kuva: Dania Elder

Sijoita henkilökohtainen kuuluisien tutkijoiden pantheonisi - Copernicus, Curie, Faraday, Fermi, Pauling, Pasteur - ja Isidor Isaac Rabi ’27GSAS,’ 68HON, todennäköisesti ei pääse huipputasoon. Hänet tunnetaan kuitenkin runsaasti Columbian fysiikan ja tähtitieteen rakennuksessa Morningside Heightsin kampuksella. Siellä, Pupin Hallin huoneessa 809, hänen viidenkymmenen vuoden toimistonsa on muutettu Rabi-huoneeksi, tutkimushuoneeksi, joka toimii myös miehen pyhäkkönä. Seinällä on hänen kunniataulu. Joten on yli kaksikymmentä kuvaa Rabista, samoin kuin hänen fysiikan Nobel-palkintomitalinsa, joka myönnettiin vuonna 1944. Kaksi työhuoneessa haudattuja opiskelijaa tunnustaa helposti, etteivät ole koskaan kuulleet hänestä. En ole edes katsonut valokuvia, yksi sanoo. Sitten toinen, katsoen kuvia, pysähtyy ottamaan mukaan mukana olevan tekstin, jossa kerrotaan Rabin saavutuksista. Vau, se on hullua, hän sanoo. Minun olisi pitänyt tietää se.

Rabi on syntynyt nykyisessä Rymanówissa Puolassa ja kasvanut New York Cityssä. Rabi sai tohtorin tutkinnon Columbiassa vuonna 1927. Kolme vuotta myöhemmin Columbia palkkasi hänet 3000 dollaria vuodessa. Hänen luennonsa teoreettisesta fysiikasta olivat yksiselitteisesti kauheita, opiskelijoiden mukaan - mutta hänen tutkimustaitonsa olivat upeita. Luulen, että fyysikot ovat ihmiskunnan Peter Pans, hän kertoi New Yorkilainen vuonna 1975. He eivät koskaan kasva aikuisiksi, ja pitävät uteliaisuutensa. Äiti rohkaisi tätä ominaisuutta vuosikymmeniä aiemmin; palattuaan koulusta hän sanoi: Izzy, esititkö tänään hyvän kysymyksen?

Rabi ei koskaan lakannut kyselemästä heitä, ja saapuessaan Columbiaan hän varmasti vastasi joihinkin. Kuten kaikki sukupolvensa fyysikot, hän oli päättänyt selvittää atomin ongelmat; erityisen mielenkiintoisia olivat protonit, hiukkaset atomin ytimessä. Yksinkertaisesti sanottuna Rabi oppi, että protonit - jos ne sijoitetaan magneettikenttään ja osuvat radioaallot - tuottavat energiasignaalin.

Columbian fyysikko Isidor Isaac Rabi löysi ydinmagneettisen resonanssin 1930-luvulla. Kuva: Science History Images / Alamy

Tämän löydöksen lääketieteellinen soveltaminen ei ollut Rabille ilmeistä. Kukaan ei kuvitellut, että tätä signaalia voitaisiin lopulta käyttää kuvastamaan ihmiskehon sisäpuolta ja havaitsemaan sydänsairaus tai syöpä. Mutta NMR: n löytäminen - ydinmagneettinen resonanssi - johti magneettikuvausmenetelmän, magneettikuvauskuvantamisen, kehittämiseen. Rabin oivallus, kiistatta nero, sytytti lopulta monen miljardin dollarin tekniikan, joka saattaa joskus pelastaa henkesi. Ehkä se on jo.

Jerome L.Greenen tiedekeskuksen kellarissa Manhattanvillen kampuksella on Tommy Vaughanin luudakaappi, huone, jossa on vähän enemmän kuin työpöytä, kolme tuolia ja taulu. Vaikka tila ei olekaan virallisesti Vaughanin toimisto, tila on hänen paikka piiloutua, hän sanoo, käskenyt saada jonkin verran työtä. Mortimer B.Zuckerman Mind Brain Behavior Institute -magneettiresonanssitutkimuksen johtajana hänellä on paljon tehtävää. Seitsemänkymmentäkaksi tutkimusta, joita hän ohjaa koulun uudessa magneettikuvauskeskuksessa - hänen aivopoikansa - ovat vasta alkua, hän sanoo.

Vaughan on yksi maailman johtavista magneettikuvausinsinööreistä. Kolmekymmentäviisi vuotta hän on suunnitellut, rakentanut ja uudelleenkäyttänyt MRI-järjestelmiä ja -sovelluksia; hänellä on yli viisikymmentä patenttia. Biotekniikan ja lääketieteen valmistajat lisensoivat hänen keksintöjään säännöllisesti. Silti hänkin näyttää olevan vasta alkamassa. Vuonna 2016 rekrytoitu Minnesotan yliopistosta hän valmistautuu kiihdyttämään radiotaajuustutkimusta radikaalisti Columbiassa. Olemme kynnyksellä mullistamaan tieteen ja lääketieteen lähestymistavat, hän sanoo.

Tommy Vaughan on Magneettiresonanssitutkimuskeskuksen johtaja. Kuva: John Abbott

Itse asiassa kynnyksen yli. Lähinnä Columbian neurologien ja insinöörien palveluksessa oleva MR-tutkimuskeskus on jaettu neljään paikkaan, joissa on kahdeksan MRI-laitetta: kolme Manhattanvillen Zuckerman-instituutissa, kolme muuta Columbia University Irving Medical Centerissä, yksi New Yorkin osavaltion psykiatrisessa instituutissa ja yksi Nathan S.Kline Psykiatrisen tutkimuksen instituutti Orangeburgissa, noin 20 mailia pohjoiseen New Yorkista. Noin seuraavan vuoden aikana uusi magneettikuvaus saapuu Fu Foundationin teknilliseen korkeakouluun. Lopulta keskuksella on kahdeksantoista magneettikuvaa. Mikään tutkimuslaitos maailmassa ei tällä hetkellä ole yhtä monta. Potilaiden diagnosoinnin sijaan magneettikuvaus etsii vihjeitä, jotka voivat johtaa parannuskeinoihin aivojen häiriöihin ja sairauksiin: anoreksia, alkoholismi, Alzheimerin tauti, Parkinsonin tauti, Huntingtonin tauti, skitsofrenia, itsemurha, aivohalvaus - luetteloa jatketaan samoin kuin Vaughanin suunnitelmia.

Voimme rakentaa pienemmän, halvemman magneetin, jonka voimme laittaa mihin tahansa, hän sanoo. Jopa Keski-Mongolian keskellä. Missä tahansa planeetalla.

Rabin läpimurron jälkeen kemian laboratoriot käyttivät NMR: ää orgaanisten molekyylien tutkimiseen. Näin tiedämme miltä sokerit, proteiinit ja DNA näyttävät, Vaughan sanoo. Siihen mennessä kun lääkärit alkoivat tutkia potilaita kahdeksankymmentäluvun alussa, nimi oli ongelma; suhdetoiminnallisesti NMR: llä oli kuvaongelma. Potilaat eivät päässeet N: n ohi, kuten ydinvoimalla. Jotkut olivat vakuuttuneita siitä, että skanneri syö heitä tappavalla säteilyllä. NMR: stä tuli MRI, sama konsepti, joka kuitenkin kuulosti niin hyväntahtoisemmalta. (Viime aikoina jotkut tutkijat ovat alkaneet käyttää termiä MR.)

MRI: tä ei enää pidetä eksoottisena. He ovat kuvanneet elimiäsi, kudoksiasi ja luustasi lähes neljäkymmentä vuotta. He näkevät ihon, lihaksen, verisuonet, jänteet, kasvaimet, nivelet ja nivelsiteet hämmästyttävän yksityiskohtaisesti. Huolimatta pelottavista ansastuksistaan ​​- viisitoista tonnia painava magneetti, nuo kovat otsat, tuo ahdistava ja ahdas tila, kaikkialle lähetetyt pelottavat varoitukset - MRI: t ovat kivuttomia ja vaarattomia.

Magneettikuvaus on täysin säteilytön, kertoo Kathleen Durkin Zuckerman-instituutista. Voit saada magneettikuvan joka ikinen elämäsi päivä ja olla täysin turvallinen. Toisaalta röntgenlaitteet lähettävät pieniä säteilyannoksia eivätkä pysty kuvaamaan kaikkea. Ne toimivat parhaiten kovassa kudoksessa, kuten hampaissa ja luissa. Vihaan tätä klisee, sanoo Vaughan, mutta MRI on yhden luukun diagnostiikka ja myös tiede - yrittää ymmärtää, miten keho ja mieli toimivat. Tämä on lopullinen työkalu elävän järjestelmän noninvasiiviseen tarkkailuun.

Miljoonasta skannatusta potilaasta harvat tietävät koneen toiminnan. Silti kaikesta pelottavuudestaan ​​ja hienostuneisuudestaan ​​magneettikuvaus luottaa täysin maan yleisimpään kemialliseen yhdisteeseen - veteen. MRI on kyse vedestä. Ja ihmiset kävelevät vesipusseja, Durkin sanoo. Itse asiassa 60 prosenttia teistä on vettä. Ja tuo vesi kehossasi, hän sanoo, antaa signaalin MRI: lle.

Jokainen vesimolekyyli on kaksi vetyatomia, jotka on kytketty yhteen happiatomiin. Mutta vain vetyatomien protonit lähettävät signaalin. Kävele MRI-huoneeseen ja kirjoita koneen magneettikenttä ja biljoonat kehossa olevat vetyprotonit kiinnittyvät huomiota. Et tunne sitä, Durkin sanoo. Mutta menettely on olennaisesti alkanut. Kuten rauta viilat lähellä lelumagneettia, vetyprotonit ovat linjassa magneettikentän kanssa.

Kuusikymmentä prosenttia ihmiskehosta on vettä, ja vedessä olevat vetyatomit lähettävät signaalin MRI-koneelle. Kuva: J. Thomas Vaughan / Columbian Zuckerman-instituutti

Kerran MRI-sängyllä potilas työnnetään sylinteriin, jossa on magneetti. MRI-skannerissa on antenni. Se lähettää radioaaltoja. Näkymättömät ja vaarattomat radioaallot pingottavat vetyprotoneitasi. Ne absorboivat radioaaltoja. Ne pyörivät eri suuntaan. Hetkessä hajuton, he tarvitsevat aikaa itsensä oikaisemiseen.

Kun ne muuttuvat, Durkin sanoo, he sylkivät takaisin signaalin, vähän energiaa. Tämä signaali on heikko rikosetti niitä iskeistä radioaalloista. Toinen antenni - vastaanotin, joka on piilossa kelassa lähellä päänne - sieppaa signaalin. Paljon television toimintatapaa, MRI-prosessoriyksiköt purkavat signaalin ja vähentävät melua heti. Ja saamme siitä aivokuvan, Durkin sanoo. Tai vatsan, nilkan tai minkä tahansa kehossa olevan kuvan. MRI voi havaita syöpäkasvaimen hieman enemmän kuin subatomisista leikkauksista.

Magneettikuvauslaitteen voimaa on vaikea ymmärtää. Käytä tai pidä mitä tahansa metallista tai elektronista magneettikentässään - suuri virhe - niin saat selville. Puhelimesi voi lentää kädestäsi ja törmätä koneeseen. Sydämentahdistimista voi tulla epävakaita. Suuret esineet, joissa on metalliosia, kuten tuolit, on nostettu ja kiristetty sylinteriin.

On myös vaikea ymmärtää, kuinka herkkiä koneet ovat. Jotta magneettikuvaus toimisi, magneetti on ylijäähdytettävä −452 Fahrenheit-asteeseen, absoluuttisen nollan reunaan. Mikä tahansa sitä lämpimämpi ja magneetti sammuttaa. Se tarkoittaa, että se ei ole enää suprajohtavaa, Vaughan sanoo. Koneelle voi aiheutua huomattavia vahinkoja, ellei se ole peruuttamaton. Nestemäinen helium, jäähdytysneste, on niukkaa ja kallista, ja magneettikuvaus kymmenien kilometrien kierretyllä langalla vain vaimentaa sitä.

Asuminen MRI on haaste. Ne vievät paljon tilaa - koneen mukana on viereiset laitteet ja konsolihuoneet. Ja magneetti on suojattava häiriöiltä, ​​sanoo Vaughan, minkä vuoksi Zuckerman-instituutin MRI-sviittien seinät on vuorattu ohuilla kuparilevyillä. Ne estävät saapuvat radioaallot; muuten paikallisten radio- ja televisioasemien signaalit sekoittuvat magneettikuvaan ja vääristävät kuvaa.

Magneettikuvamagneetin voimakkuus mitataan T: n tai teslan yksikköinä tutkijan kunniaksi Nikola Tesla . Durkin sanoo: Oletko koskaan nähnyt romun pihalla yhtä suurista magneeteista, joka nostaa auton ja tuo sen kuutioon? Se on yksi tesla. Kaksi Zuckerman-instituutin MRI: stä (nimeltään June ja Eve) ovat 3-teslaa, kolminkertainen vahvuus.

Magneettikuvausjohtaja Kathleen Durkin auttaa koordinoimaan noin 72 tutkimusta tutkimuskeskuksessa. Kuva: Eileen Barroso / Columbian Zuckerman-instituutti

Mitä vahvempi magneettikuvausmagneetti, sitä korkeampi resoluutio, sitä suuremmat yksityiskohdat, sitä hyödyllisempi kuva; useimmat sairaalat pärjäävät 1,5 teslan verran. Zuckermanin kolmas magneettikuvaus, 9,4-tesla (nimeämätön), on yli kuusi kertaa suurempi, mutta kompromissilla. Mitä vahvempi magneetti, sitä pienempi reikä - tila, johon kohde makaa. 9,4: llä, Durkin sanoo, poraus on niin pieni, että ihmiset eivät pääse siihen. Sen sijaan pieni tarjotin on vain tarpeeksi suuri pitämään hiiriä. Seuraavan vuoden tai kahden kuluessa Zuckermaniin saapuu kuitenkin 7-tesla. Ihmiset mahtuvat tähän. Durkin sanoo: Kuvat ovat upeita.

Tällä hetkellä Vaughan kehittää 1,5 teslan magneettikuvaa, joka on vain päätä kuvaava kuvaaja, hän sanoo. Näyttää siltä, ​​että äitisi hiustenkuivaaja istui kauneussalongissa. Sen pitäisi olla valmis kolmen vuoden kuluttua. Sen sijaan, että tallentaisi putken sisällä liikkumattomana makaavan henkilön aivotoimintaa, Vaughnin vain päätä kuvaava MRI antaa kohteiden istua tuolilla kädet ja kädet vapaana. Tutkijat kuvaavat, miten aivot ovat vuorovaikutuksessa kehon kanssa, kun joku kutoo koria, nostaa painoja, piirtää kuvan tai soittaa pianoa.

asiassa sitruuna v. kurtzman (1971) korkein oikeus päätti, että hallitus tukee uskontoa

Renderointi vain päätä sisältävälle MR-koneelle, joka pystyy skannaamaan aivotoiminnan, kun joku piirtää kuvaa, soittaa pianoa tai nostaa painoja. Kuva: J. Thomas Vaughan / Columbian Zuckerman-instituutti

Columbia vuokrasi MR Research Centerin virallisesti vuonna 2018, ja monet tutkimukset ovat vasta alkamassa. Vaikka valmistajat, kuten Siemens, GE ja Toshiba, myyvät magneettikuvausvalmiita tuotteita (hinta on noin miljoona dollaria teslaa kohden), jotkut koneet vaativat laitteistonsa uudelleenkokoonpanon tutkimuksen mahdollistamiseksi. Muutokset voivat kestää kuukausia. Joitakin mukautuksia ei ole koskaan aiemmin tehty.

Yksi esimerkki: Ray Lee, Zuckerman-instituutin vanhempi tutkija, haluaa nähdä, miten aivot reagoivat ihmisten kosketukseen, puhumiseen ja hymyilemiseen. Joten hän suunnitteli maailman ensimmäisen kaksipäisen MRI-kelan, tavan laittaa kaksi kohdetta yhden magneetin alle ja skannata heidän aivonsa samanaikaisesti. Tämä eroaa pohjimmiltaan kaikista aikaisemmista menetelmistä, hän sanoo. Se on uusi tapa tutkia ihmisten vuorovaikutusta.

Vanha tapa vaati tutkijoita näyttämään valokuvia kohteen perheestä ja ystävistä porausreiän sisäpuolella olevalla näytöllä ja pyytämään kohdetta reagoimaan niihin. Todelliset vuorovaikutukset - kumppanin kasvojen hyväily, kädestä kiinni pitäminen ja hiljaisten keskustelujen jakaminen - ovat tietysti suljettuja. Lee odottaa dramaattisia eroja keksinnössään. Kun kaksi ihmistä katselee toisiaan, siellä tapahtuu todellinen emotionaalinen vaihto, hän sanoo. Aivotoimintaa on paljon enemmän kuin jonkun vain katsomassa kuvaa.

Yuval Neria CUIMC: n lääketieteellisen psykologian professori yrittää selvittää, miksi jotkut aivot sytyttävät kauan sitten traumat sen sijaan, että sammuttavat ne. Aikaisemmat tutkimukset osoittavat, että posttraumaattisen stressihäiriön oireet - mukaan lukien ahdistuneisuus, levottomuus, masennus, palautteet ja painajaiset - voivat haalistua kauhistuttavan tapahtuman jälkeen ja palata vasta vuosikymmeniä myöhemmin, kun uhri on myöhässä keski-iässä tai vanhempi. Ikääntyminen on suuri myöhään alkavan PTSD: n edistäjä, Neria sanoo. Se voi olla hyvin vammainen. Yleensä laukaisu on uusi stressitekijä, kuten puolison menettäminen tai terveysongelma. Tällaiset pahenemisvaiheet eivät ole harvinaisia ​​sodan veteraaneissa. Kahden tai kolmen vuosikymmenen ajan taistelun jälkeen monet pärjäävät hyvin; sitten äkillinen menetys muuttaa kaiken.

MRI voi nähdä nämä muutokset kolmella aivojen alueella: hippokampuksessa, johon muisti on tallennettu; prefrontaalinen aivokuori, jossa päätökset tehdään; ja amygdala, hälytyskeskus. Jos niiden väliset yhteydet ovat hämmentyneitä ja amygdala toimii huonosti, aivot eivät voi erottaa vaarallista ja turvallista, Neria sanoo. Jokapäiväiset tapahtumat voivat laukaista takaiskuja.

Vanhempi tutkija Ray Lee suunnittelee konetta, johon mahtuu kaksi ihmistä ja vangittava ihmisten välinen vuorovaikutus. Kuva: Eileen Barroso / Columbian Zuckerman-instituutti

Mutta ratkaisuja on olemassa. Kansallisen mielenterveyslaitoksen apurahalla Neria vertaili potilaiden magneettikuvauksia ennen ja jälkeen kymmenen viikon puheterapian. Traumaattisen tarinan kertominen uudestaan ​​ja uudestaan ​​näyttää auttavan. Prefrontaalinen aivokuori vaimentaa liian aktiivista amygdalaa, hän sanoo: Aivot ovat paremmin yhteydessä toisiinsa. Sillä on suurempi kyky selviytyä traumasta.

Ilman magneettikuvaa Nerian olisi luotettava itsensä ilmoittamiseen, mikä ei ole aina lopullista. Vuosikymmenien itseraporttien jälkeen tiedämme kuinka puolueellisia he ovat, hän sanoo. Mutta MRI: n avulla sinulla on tietoja.

Lähes kuka tahansa, joka viettää useita tunteja rokikonsertissa tai jalkapallopelissä, voi huomata jälkikäteen ärsyttävän kuulo-artefaktin - soivan tai mölyn korvan sisällä. Se voi olla korkealla, kuten sirkat huutavat, tai tylsää kolinaa, kuten suihkumoottori lennon aikana. Odota muutama minuutti tai nuku hyvät yöunet, ja häikäisy yleensä häviää. Mutta joillekin ääni ei lopu. Melusta ei tule koskaan enää hetken lomaa.

Diagnoosi on tinnitus. Lääketieteen asiantuntijat ovat harvoin yksimielisiä mistä tahansa, jopa ääntämisestä (jotkut sanovat tin-NIGH-tus; toiset, TIN-uh-tus), mutta miljoonilla on se, eikä parannuskeinoa ole. Kognitiivinen-käyttäytymisterapia voi auttaa, mutta joillekin ääni on niin voimakas, että he ovat käytännössä kykenemättömiä. Muutamat ovat niin tuhoutuneita, että tekevät itsemurhan. Puolet Yhdysvaltain sotilaista, jotka ovat altistuneet IED: lle, kehittävät tinnitusta, ja 1,5 miljoonaa veteraania saa siitä vammaisetuuksia 2 miljardin dollarin vuodessa.

Diana Martinez CUIMC: n psykiatrian professori sai tinnituksen seitsemän vuotta sitten lennon jälkeen Havaijilta Newarkiin. Se oli korkealla sirinä, hän muistelee. Tunsin olevani metroasemalla koko päivän. Martinez oli onnekas. Tinnitus, salaperäinen häiriö, katoaa toisinaan, ja viikon kuluessa hän hävisi. Luojan kiitos, hän sanoo. Se on kurja.

Skannaa hiiren aivot. Oikealla näkyy aivoveren määrä. Kuva: Jia Guo / Columbian yliopisto

Martinez ei koskaan unohtanut sitä kauheaa viikkoa. Hänen uusi 1,6 miljoonan dollarin tutkimus, jonka rahoittaa Yhdysvaltain puolustusministeriö, seuraa neljäkymmentä vapaaehtoista. Aikaisemmat tutkimukset viittaavat siihen, että tinnituspotilaiden aivoissa on alhainen GABA-taso, aminohappo, jonka uskotaan estävän ahdistusta (aivojen jarru, Martinez sanoo). Ketamiinin, yleisen anesteetin, injektiot voivat auttaa; Aikaisemmat havainnot osoittavat, että ketamiini lisää GABA: ta prefrontal cortexissa. Lisää GABA: ta kuulokuoressa, kuuloa käsittelevässä aivojen osassa ja tinnitus voi heikentyä.

MRI: n avulla on helpompaa kertoa, toimiiko ketamiini. Kuten Nerian PTSD-tutkimuksessa, Martinez voi kysyä potilailta, onko heidän olonsa parempi, mutta kyselyvastaukset ovat subjektiivisia. Potilaiden ollessa skannerissa MRI voi kuvata muutoksen GABA-tasoissa ketamiinipistosten jälkeen. Se on paras tapa näyttää, Martinez sanoo. Hänen tutkimuksestaan ​​voi hyötyä puoli miljardia ihmistä maailmanlaajuisesti.

Tutkimuksen tekeminen on yksi asia. Tietojen toimittaminen maailmalle on toinen asia. Vaughan on ajatellut sitäkin.

Hänen mukaansa olemme ensimmäisestä päivästä lähtien tallentaneet kaikki MR-tietomme pilveen.

Tämä on ensimmäinen, ainakin MRI-tutkimuksessa. Varastokapasiteetin rajoittamat laboratoriot joutuivat heittämään vanhoja tietoja, jotta tilaa olisi enemmän. Mutta viimeisen puolentoista vuoden aikana Zuckerman-instituutti on varastoinut tietonsa pilvessä räätälöityyn Google-alustaan. Lopulta edistynyt koneoppiminen tutkii tiedot murto-osassa ajasta, joka tutkijalle kuluu. Tästä tulee tulevaisuus, Vaughan sanoo. Sen täytyy vain olla.

Ja se on uusi alku: Vaughan toivoo Columbian olevan prototyyppi maailmanlaajuiseen pilvipohjaisen datan verkostoon. Tutkijoiden yhteenliittymät voisivat muodostaa yhteyden. Etsitkö vihjeitä autismin, PTSD: n, tinnituksen ja tuhannen muun häiriön parantamiseksi? Käytä vain pilvipalvelua ja analysoi miljoonien tietoja samalla ongelmalla. Jos tietojoukko on riittävän suuri, Vaughan sanoo, voit esittää kysymyksen, saada korrelaation ja vastata kaikkiin lääketieteellisiin kysymyksiin, joita voit kuvitella. Pilvi on kuin mielesi. Mitä enemmän tietoa sinulla on, sitä älykkäämpi olet. Tämä avaa kokonaan uuden maailman.

Mutta tänään 90 prosentilla maailmasta ei ole pääsyä MRI-tutkimuksiin. Koneet ovat isoja, painavia, hauraita ja kalliita, Vaughan sanoo. Suuressa osassa Aasiaa, Afrikkaa ja Etelä-Amerikkaa ne eivät ole kohtuuhintaisia, toimitettavissa tai ylläpidettäviä. Tarvitsemme aivan toisenlaisen magneetin, hän sanoo. Sellaisen, jonka voisimme tuoda kehitysmaille. Se, joka voi mennä kuorma-auton takaosaan ja pomppia kuoppaisella hiekkatielle Guatemalan kylään.

3-teslainen MR-järjestelmä Zuckerman-instituutissa. Kuva: J. Thomas Vaughan / Columbian Zuckerman-instituutti

Jotta tämä tapahtuisi, magneetin ja skannerin on oltava viidesosa nykyisten mallien koosta ja painosta, mutta niiden on kuitenkin annettava yhtä hyvä kuva. Vaughan työskentelee sen parissa. Pienikokoisella yksiköllä kustannukset ovat pienemmät. Toimitus on helpompaa. Aurinkoakkujärjestelmät tai generaattori voivat syöttää virtaa. Tästä standardista kolmen huoneen sviitistä tulee yhden hengen huone. Jäähdytysnesteelle kallis nestemäinen helium voidaan korvata typellä, inertillä kaasulla, joka muodostaa lähes 80 prosenttia maapallon ilmakehästä. Se voidaan nesteyttää suoraan ilmasta, Vaughan sanoo. Ja klinikan MR-järjestelmä, riippumatta siitä, kuinka kaukana, voisi lähettää tietoja satelliittilinkin kautta suoraan pilveen. Voisit pitää maailmanlaajuisen laboratorion työpöydältäsi, hän sanoo.

Kuvittele, että sinulla on pääsy miljardeihin potilaisiin, kerätään ja tallennetaan tietoja kaikilta, Vaughan sanoo. Tuossa mittakaavassa voit tutkia kaikkia ihmisten tuntemia sairauksia, käyttäytymistä tai ominaisuuksia.

Ryhmä kansainvälisiä sijoittajia - Kiinassa, Malesiassa, Koreassa, Taiwanissa ja Yhdysvalloissa - on pyytänyt Vaughania kehittämään helppokäyttöisemmän MR-järjestelmän. Jos pilottiohjelma lentää, se voi laajentua kaikkialle maailmaan. Yhdysvalloissa uuden sukupolven MRI saattaa jonain päivänä istua lääkärin vastaanotolla Manhattanilla. Kävelyklinikat ovat ostoskeskuksissa. Nämä tiedot menisivät myös pilveen.

Kuinka kauan ennen kuin kaikki tämä tapahtuu? Vuosikymmen, hän sanoo. Vuosikymmenen kuluttua kaikki näkevät tämän paikallaan ja leviävän nopeasti kaikkialle. Jopa Mongoliassa? Kyllä, sanoo Vaughan. Jopa Mongolia.

Tämä artikkeli ilmestyy syksyn 2019 painetussa painoksessa Columbia-lehti otsikolla 'Mielenlukijat'.

Lue lisää Bill Retherford '14JRN
Liittyvät tarinat
  • Terveys ja lääketiede Kaunis aivosi

Mielenkiintoisia Artikkeleita

Toimituksen Valinta

Kontemplatiivinen pedagogiikka
Kontemplatiivinen pedagogiikka
Yleinen syyttäjä v. Francesco De Carolis
Yleinen syyttäjä v. Francesco De Carolis
Columbian maailmanlaajuinen sananvapaus pyrkii edistämään kansainvälisten ja kansallisten normien ja instituutioiden ymmärtämistä, jotka parhaiten suojaavat tiedon ja ilmaisun vapaata liikkuvuutta toisiinsa yhteydessä olevassa globaalissa yhteisössä, jossa on suuria yhteisiä haasteita. Tehtävänsä saavuttamiseksi maailmanlaajuinen sananvapaus toteuttaa ja teettää tutkimus- ja poliittisia hankkeita, järjestää tapahtumia ja konferensseja sekä osallistuu ja osallistuu maailmanlaajuisiin keskusteluihin sananvapauden ja tiedon vapauden suojelemisesta 2000-luvulla.
Columbian yliopisto käynnistää Shawn 'JAY-Z' Carter -luentosarjan
Columbian yliopisto käynnistää Shawn 'JAY-Z' Carter -luentosarjan
Sarja aloitettiin legendaarisen taiteilijan ja journalismiprofessori Jelani Cobbin laajalla keskustelulla.
Kone, joka pystyy lukemaan mieltäsi
Kone, joka pystyy lukemaan mieltäsi
Columbian magneettiresonanssitutkimuskeskuksessa tutkijat paljastavat ihmisen ajatusten, muistojen ja tunteiden hermopohjan - ja jakavat lupauksen huipputason aivojen skannaustekniikasta maailman kanssa.
Ritarin ensimmäinen muutosinstituutti v. Donald J. Trump
Ritarin ensimmäinen muutosinstituutti v. Donald J. Trump
Columbian maailmanlaajuinen sananvapaus pyrkii edistämään kansainvälisten ja kansallisten normien ja instituutioiden ymmärtämistä, jotka parhaiten suojaavat tiedon ja ilmaisun vapaata liikkuvuutta toisiinsa yhteydessä olevassa globaalissa yhteisössä, jossa on suuria yhteisiä haasteita. Tehtävänsä saavuttamiseksi maailmanlaajuinen sananvapaus toteuttaa ja teettää tutkimus- ja poliittisia hankkeita, järjestää tapahtumia ja konferensseja sekä osallistuu ja osallistuu maailmanlaajuisiin keskusteluihin sananvapauden ja tiedon vapauden suojelemisesta 2000-luvulla.
GOOGLE JULKAISEE KROMEN TURVALLISUUSPÄIVITYKSET 10. toukokuuta 2021
GOOGLE JULKAISEE KROMEN TURVALLISUUSPÄIVITYKSET 10. toukokuuta 2021
Teachers College, Columbian yliopisto, on ensimmäinen ja suurin tutkijakoulu Yhdysvalloissa, ja se on myös monivuotinen maan parhaimpien joukossa.
Se on Bradford
Se on Bradford
Johtava tutkija EU: n sääntelyvoimasta ja haluttu kommentaattori Euroopan unionista ja Brexitistä Anu Bradford otti käyttöön termin Bryssel-vaikutus kuvaamaan Euroopan unionin ylimitoitettua vaikutusvaltaa globaaleilla markkinoilla. Viime aikoina hän on kirjoittanut Brysselin vaikutus: Kuinka Euroopan unioni hallitsee maailmaa (2020), jonka ulkoasiainministeriö nimitti yhdeksi vuoden 2020 parhaista kirjoista. Bradford on myös kansainvälisen kauppaoikeuden ja kilpailulainsäädännön asiantuntija. Hän johtaa vertailevaa kilpailulaki -hanketta, joka on rakentanut kattavan maailmanlaajuisen tietosarjan kilpailulakeja ja lainvalvontaa eri aikoina ja lainkäyttöalueilla. Oikeustieteellisen korkeakoulun ja Chicagon yliopiston oikeustieteellisen korkeakoulun yhteinen hanke kattaa yli vuosisadan sääntelyn yli 100 maassa ja on ollut Bradfordin viimeaikaisen empiirisen tutkimuksen perusta markkinoiden sääntelyssä käytetyistä kilpailusäännöistä. Ennen siirtymistään lakikoulun tiedekuntaan vuonna 2012 Bradford oli apulaisprofessori Chicagon yliopiston lakikoulussa. Hän on myös harjoittanut EU: n ja kilpailulakeja Brysselissä ja toiminut talouspoliittisena neuvonantajana Suomen eduskunnassa ja asiantuntija-avustajana Euroopan parlamentissa. Maailman talousfoorumi nimitti hänet nuoreksi globaaliksi johtajaksi '10. Oikeustieteellisessä tiedekunnassa Bradford on Euroopan oikeudellisten tutkimusten keskuksen johtaja, joka kouluttaa opiskelijoita johtotehtäviin Euroopan oikeudessa, julkisissa asioissa ja maailmantaloudessa. Hän on myös vanhempi tutkija Columbia Business Schoolin Jerome A. Chazen -instituutissa globaalista liiketoiminnasta ja ulkomaalainen tutkija Carnegie Endowment for International Peace -säätiössä.