Hallo, weiß jemand, welche Baudrate so ein Strang von Axiomen schafft, sodass das Ergebnis vom Hirn in was brauchbares umgerechnet werden kann? Nehmen wir als Beispiel die Augen. Da geht ein sehr kleiner Nerv (Durchmesser ist der blinde Fleck) zu unserem Gehirn. Ohne Kompression gehen da mit 24 fps Auflösungen durch, die jeden Monitor alt aussehen lassen. Gibt es noch leistungsfähigere Beispiele? Wie dockt man an solche Hochleistungsbündel sinnvoll Implantate an? Im Ohr geht es noch, weil man recht viel Fläche hat (Cochlea-Implantat) oder die Datenrate einem Audiosignal entspricht (Hirnstammimplantat), aber wie klappt bzw. soll das beim Auge klappen? Beschäftigt sich vielleicht jemand damit? Ich trage selbst CI und würde mich über Antworten freuen.
Die Nerven sind extrem langsam im Vergleich zu Datenleitungen, dafür sind es tausende bis zu Millionen parallel. https://de.wikipedia.org/wiki/Nervenleitgeschwindigkeit
Das kann man m.M.n. so nicht vergleichen, da die Funktionprinzipien komplett unterschiedlich sind. Da es sich bei Nervenleitung um elektrochemische Prozesse (mit von vielen Variablen abhängigen Regenerationszeiten etc.) handelt, ist die "Signalverarbeitung" im Menschen nicht wie in der Technik getaktet (von Synchronität zu schweigen). Zum Anderen ist eher unbekannt, ob es ein analoges oder digitales System ist. Für beide Varianten gibt es Vertreter, aber wie so oft: Nichts Genaues weiß man nicht. Weitere Aspekte sind, dass die "Hardware" im Menschen adaptiv ist, sich also von alleine auf spezielle Aufgaben anpassen kann, ein Resultat davon ist, dass im Mensch mit extremer, aber auch variabler Parallelität transportiert und verarbeitet wird, so dass die "Datenrate" letztendlich kaum aussagekräftig wäre.
Hinzukommt, dass der Übertragungskanal nicht "gedächtnisfrei" ist, siehe Phantomschmerz.
Wollte mich ähnlich äussern wie Michael K.: Es ist in vielerlei Hinsicht völlig unbekannt, wie das neuronale System Daten überträgt. Vermutlich ist es sogar so, dass es sehr verschiedene Mechanismen gibt. Eine Datenrate lässt sich also nicht einfach so angeben. Am ehesten könnte man sie errechnen, indem man z.B. beim Ohr die Bandbreite und Auflösung untersucht und daraus die technisch notwendige Datenrate ermittelt.
P. M. schrieb: > Eine > Datenrate lässt sich also nicht einfach so angeben. ausserdem gibt es Muskelgedächnis welches trainiert schon ohne Zutun vom Gehirn funktioniert, das verkürzt Wege und erhöht die Reaktiion. Autofahrer wissen das, vermutlich auch viele Sportler oder alle. Korbinian G. schrieb: > Nehmen wir als Beispiel die Augen. Ist aber ein schwaches Beispiel, kein Bild ohne Gehirn, das entsteht erst dort, deswegen ist es müssig über Farben absolut zu reden, jeder sieht die anders, es können nur Vergleiche mit Tabellen zur parallelen Ansicht erfolgen nie aus dem Gedächnis.
Korbinian G. schrieb: > weiß jemand, welche Baudrate so ein Strang von Axiomen schafft Meinst du nicht vielleicht Axon ? Die Feuerungsrate eines Neurons liegt bei bis zu 120 Impulsen pro Sekunde. Das entspricht aber keine Baudrate, weil ähnlich wie Frequenz ist die Intensität in der Anzahl der Impulse pro Sekunde (bzw. deren zeitlichen Abstand) codiert, sondern eher eine Reaktionszeit. Klassische Sensoren, z.B. das Ohr, trennen physikalisch nach Frequenz und haben je Frequenz mehrere Sinneszellen, die bei unterschiedlicher (steigender) Laustärke mit ihrer eigenen Frequenz zu feuern anfangen: Daher sind auf dem für diese Frequenz zuständigen Axon bei höherer Lautstärke mehr Impulse pro Sekunde, zeitlich unregelmässig. Da es aber um elektrochemische Potential geht, richtet sich das eine Neuron mit seinem Feuer schon nach dem (abklingenden) Zustand des Axons, es kommen also nicht zwei zugleich.
Korbinian G. schrieb: > Hallo, > > weiß jemand, welche Baudrate so ein Strang von Axiomen schafft, sodass > das Ergebnis vom Hirn in was brauchbares umgerechnet werden kann? > > Nehmen wir als Beispiel die Augen. Da geht ein sehr kleiner Nerv > (Durchmesser ist der blinde Fleck) zu unserem Gehirn. Ohne Kompression > gehen da mit 24 fps Auflösungen durch, die jeden Monitor alt aussehen > lassen. Noch nicht mal ansatzweise... da findet schon vor der Übertragung eine massive Komprimierung (Vorverarbeitung) statt, so dass nur noch ~10 Megabit/s über den Sehnerv übertragen werden. http://www.uphs.upenn.edu/news/News_Releases/jul06/retinput.htm Michael K. schrieb: > Zum Anderen ist eher unbekannt, ob es ein analoges oder digitales System > ist. Für beide Varianten gibt es Vertreter, aber wie so oft: Nichts > Genaues weiß man nicht. Wo soll da was analog funktionieren? Neuronen feuern entweder oder sie tun es nicht. Die Rezeptoren bspw. auf der Zellmembran sind entweder "belegt"/beteiligt oder nicht usw. https://en.wikipedia.org/wiki/Signal_transduction
Arc N. schrieb: > Wo soll da was analog funktionieren? > Neuronen feuern entweder oder sie tun es nicht. feuern die nicht verschieden stark? ich denke es ist analog.
Joachim B. schrieb: > Arc N. schrieb: >> Wo soll da was analog funktionieren? >> Neuronen feuern entweder oder sie tun es nicht. > > feuern die nicht verschieden stark? Unter feuern wird eigentlich nur ein Aktionspotential verstanden: "The amplitude of an action potential is independent of the amount of current that produced it. In other words, larger currents do not create larger action potentials. Therefore, action potentials are said to be all-or-none signals, since either they occur fully or they do not occur at all." https://en.wikipedia.org/wiki/Action_potential Die Aktionspotentiale sind immer gleich, was unterschiedlich ist ("feuern verschieden stark"), ist der sogenannte Spike Train, der zeitliche Verlauf der Aktionspotentiale.
Arc N. schrieb: > Die Aktionspotentiale sind immer gleich, was unterschiedlich ist > ("feuern verschieden stark"), ist der sogenannte Spike Train, der > zeitliche Verlauf der Aktionspotentiale. also mir kommen leichte und starke Kopfschmerzen analog vor.
> weiß jemand, welche Baudrate so ein Strang von Axiomen schafft, sodass > das Ergebnis vom Hirn in was brauchbares umgerechnet werden kann? Die Dinger heißen Axone. Maximale Entladungsfrequenz liegt typischerweise im Bereich von 100 Hz. Die Information kann aber verschieden übertragen werden, das Hirn arbeitet nicht mit Binärcode. Das Verhältnis zweier Entladungen zueinander, die Entladungsrate, der Zeitpunkt der Entladung relativ zu einem Hintergrundrythmus, kann alles genutzt werden. > > Nehmen wir als Beispiel die Augen. Da geht ein sehr kleiner Nerv > (Durchmesser ist der blinde Fleck) zu unserem Gehirn. Ohne Kompression > gehen da mit 24 fps Auflösungen durch, die jeden Monitor alt aussehen > lassen. Nicht wirklich. Was von den Augen im Hirn ankommt liegt informationstheoretisch im Bereich von kBit/s: https://www.researchgate.net/post/Estimates_of_quantified_human_sensory_system_throughput10 > > Gibt es noch leistungsfähigere Beispiele? Wie dockt man an solche > Hochleistungsbündel sinnvoll Implantate an? Im Ohr geht es noch, weil > man recht viel Fläche hat (Cochlea-Implantat) oder die Datenrate einem > Audiosignal entspricht (Hirnstammimplantat), aber wie klappt bzw. soll > das beim Auge klappen? Die Frage ist leider zu einfach gestellt, um sie zu beantworten. Es gibt ja auch kaum funktionierende Beispiele. Das große Problem ist aber weniger, genug Information ins Hirn zu bekommen, sondern vielmehr, zu verstehen, welche Information und wann das Gehirn überhaupt verwenden kann. Keiner weiß, wie die einzelnen Systeme im Detail funktionieren, jedenfalls nicht so gut, dass es eine Möglichkeit gäbe, das Hirn wirklich zu steuern. Was es gibt ist alles krude. > > Beschäftigt sich vielleicht jemand damit? > Ja, ich. > Ich trage selbst CI und würde mich über Antworten freuen. Das CI ist eines der ganz wenigen Erfolgreichen neuronalen Implantate. Und das liegt daran, dass in der Cochlea eine Art Fouriertransformation durchgeführt wird, bei der die Frequenzen eines Geräuschs Aktivität an verschiedenen Stellen der Basilarmembran auslösen. Und genau das nutzt man aus, um mit dem CI zu stimulieren. Es funktioniert aber deutlich schlechter, als man der Theorie nach erwarten würde, daher verstehen wir vermutlich schon die Funktion der ersten Station der Hörbahn nicht richtig. Die Aufteilung von "Features" eines Reizes, also zB Frequenz auf räumlich getrennte Hirnbereiche, zieht sich durchs ganze Gehirn. Auch in höheren Verarbeitungsstationen gibt es zB Bereiche für hohe und niedrige Töne. Komischerweise kann man da aber nicht mehr stimulieren und damit sinnvolle Eindrücke erzielen. Wieso, weiß keiner. Vermutlich macht die Stimulation "zu viel" unspezifische Aktivität. Brain stem implants sind deshalb meist weniger erfolgreich als Cochlea-Implantate und im Hörcortex geht es gar nicht mehr. Es wird also noch einige Jahrzehnte dauern, bis sich das ändert. Im Moment gibt es aber einen sehr rapiden Fortschritt. Weniger schlecht sieht es übrigens für das Auslesen von Nervenaktivität im Gehirn aus. Raus bekommt man sie recht gut. Das geht per EEG und zB auch Kernspintomographie. So ist es zB möglich, aus der Gehirnaktivität von Probanden den Film zu rekonstruieren, den sie gerade schauen. Also total verwaschen, aber im Prinzip geht es!
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