Вместо стареющего мозга вставят микрочип

Израильские ученые пошли по пути восстановления утрачиваемых при болезнях функций, решив работать с мозжечком. Он отвечает за движение частей тела. Частая причина утраты двигательных функций — нарушения мозговой деятельности, в результате которых из строя выходят участки головного мозга, отвечающие за двигательные рефлексы.

Ученые пытаются заменить «вышедшие из строя» области мозга электроникой. Исследователям удалось вживить систему электродов на глубину до 1 см в мозг крысы, после чего соединяли их с микрочипом, встроенным под кожу черепа грызуна. Чип получал и обрабатывал сенсорную информацию от ствола мозга и нижней части головного мозга, анализировал ее, перерабатывал в биологическую и отправлял обратно в моторные центры, то есть в ствол головного мозга.

Чтобы продемонстрировать работу их устройства, израильтяне напоминали принцип Ивана Павлова. Который при описании условного рефлекса, отметил, что у собак начинались слюнотечение, когда они видели человека их кормившего. Тогда Павлов начал использовать определенные звуки (например, стук посуды), чтобы сообщить питомцам о готовности их еды. После нескольких повторений животные начали выделять слюну, услышав данный звук, причем, это происходило даже когда пищи не было.

Израильские ученые обучали грызунов ассоциировать определенный звук с легким дуновением воздуха им в глаза, в результате чего они моргали. Вскоре крысы моргали и без дуновения ветра, услышав определенный звук. У грызунов с поврежденным мозжечком этот рефлекс полностью терялся. А потом его восстанавливали уже с помощью чипа.

— Изучив эту область мозга, мы построили систему моделирования, которая работает таким же образом как и исходная биологическая система, — пояснил ВВС непосредственный участник эксперимента профессор Манти Минц, физиобиолог тель-авивского университета. — Когда мы видим некоторое восстановление утраченных движений, нам было понятно, что они происходят из-за наших синтетических устройств, а не от действия какой-либо другой области мозга.

{advert=6}

— Давно созданы устройства искусственного дыхания, которые используются при целом ряде заболеваний, в частности при отказе каких — либо необходимых для дыхания функций, — рассказал «Известиям» главный научный сотрудник института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Марат Иоффе.

По его словам, есть различные модификации подобных устройств, например, один из таких приборов либо операбельно вживляются в человека, контролируя поступления кислорода в легкие, либо заставляет сокращаться легкие в необходимое время. Но у данных приборов есть ряд недостатков, таких как габариты, вес и неудобство в эксплуатации. Работа израильских ученых поможет эти недостатки нивелировать.

— В будущем мы будем в состоянии заменить поврежденную область головного мозга человека и это будет очень здорово, — говорит Минц.

Иоффе соглашается, что восстановление утраченных функций мозга это задача современной науки: «Есть определенные функции, как дыхание, которые нужно и можно восстановить. Известно, например, что дыхание контролируется в соответствии с изменениями концентрации СО2, то есть механизм нам понятен и можно разрабатывать имплантанты.

Говорить о том, что данная разработка может стать панацеей от болезни Паркинсона пока рано, считают эксперты.

— Победить болезнь Паркинсона нейрочип вряд ли сможет, а использовать его для восстановления частично утраченных функций, таких как дыхание или моргание глазами — было бы вполне реально и интересно, — предполагает Иоффе.

После того, как ученые завершат испытания на крысах, они планируют перейти к испытаниям на человеке.

— Подобных экспериментов последние годы проводится все больше, — говорит эксперт по кибернетическим технологиям Дмитрий Ицков. — Например, Теодор Бергер занимается тем, что разрабатывает протез крысиного гиппокампа (отдел мозга, отвечающий за хранение воспоминаний — прим). Группа Open Worm, и один из ее координаторов Андрей Пальянов создают модель целой нервной системы червя — нематоды.

Ицков уверен, что человечество вплотную подошло к разработке технологий переноса личности в искусственный мозг и искусственное тело, а это следующая ступень нашей эволюции.