Создан первый в мире протез мозга

Наука
мобильная версия
Первый искусственный протез мозга - точнее, одного из его отделов, отвечающего за долговременную память, так называемого гиппокампа (hippocampus) - в ближайшее время пройдет апробацию в Калифорнии. Он разработан в университете Южной Калифорнии (Лос-Анджелес) группой ученых под руководством Теодора Бергера (Theodor Berger). В отличие от других подобных устройств, которые только лишь стимулируют мозговую деятельность, новый протез благодаря размещенному в нем кремниевому чипу сможет осуществлять процессы, за которые ответственна та часть мозга, которую протез замещает.

Первоначально протез гиппокампа будет испытан на тканях мозга крысы, затем - на подопытных животных. Если апробация пройдет успешно, появится реальная возможность помочь людям, страдающим от болезни Альцгеймера, эпилепсии, а также последствий травм головы. Гиппокампус - один из наиболее структурированных и изученных отделов головного мозга. Что особенно важно - его функции относительно легко могут быть протестированы. Предполагается, что его основная функция - "кодирование" информации таким образом, чтобы в дальнейшем она могла быть сохранена в других отделах мозга, играющих роль долговременной памяти. Нарушение работы гиппокампа приводит к тому, что человек теряет способность запоминать новую информацию (но продолжает помнить старую). Соответственно, способность запоминать новую информацию может расцениваться как свидетельство нормальной работы гиппокампа.

Исследователи работали над протезом гиппокампа на протяжении десяти лет. Сначала была создана математическая модель работы гиппокампа в различных ситуациях, затем эта модель была встроена в кремниевый чип, после чего потребовалось разработать интерфейс, позволяющий обмениваться данными между мозгом и микросхемой. Поскольку принципы кодирования информации гиппокампом известны не были, ученые просто скопировали его поведение. Микросхема в протезе человеческого мозга будет размещена снаружи черепной коробки, а не внутри. Обмениваться информацией с остальными частями мозга чип будет с помощью двух групп электродов, подходящих непосредственно к поврежденной области с двух сторон. С помощью одной из них будет регистрироваться электрическая активность других отделов мозга, с помощью другой электрические сигналы, выработанные микросхемой протеза, будут направляться обратно в мозг. Предполагается, что гиппокамп представляет собой совокупность нейронных сетей, функционирующих параллельно, так что становится возможным просто обойти всю поврежденную область целиком.

После опытов на животных - сначала на крысах, затем на обезьянах - наступит черед человека. У большинства млекопитающих структура гиппокампа практически одинакова, так что адаптация протеза к человеческому мозгу после опытов на животных может быть осуществлена относительно легко. Правда, перед этим ученым и медикам необходимо будет удостовериться в том, что новое устройство абсолютно безопасно для пациента.

Источник: по материалам журнала New Scientist