Протезирование памяти
Учёные поселили в мозгу крыс электронную память
Юлия Рудый, Мембрана по материалам USC:
Restoring Memory, Repairing Damaged Brains
Схему, заменяющую гиппокамп крысы, создали и протестировали на грызунах учёные из США. Испытания показали, что животных можно по желанию заставить запоминать те или иные действия, а также, что чип улучшает способности мозга.
Исследователи из университета Южной Калифорнии (USC) уже не первый год работают над созданием искусственного гиппокампа. В последней работе им помогали коллеги из университета Уэйк Форест (WFU).
На этот раз в своей статье, опубликованной в Journal of Neural Engineering (Berger et al., A cortical neural prosthesis for restoring and enhancing memory), исследователи рассказали об электронной замене нейронной сети, формирующей долговременные воспоминания (long-term memory) у крыс – схеме, которая воспроизвела работу отдела мозга грызунов.
Два рычага (показаны зелёным и красным), нажимая которые животное получало вознаграждение, позволили учёным записать, как работает гиппокамп в процессе обучения грызуна (иллюстрация USC Viterbi School of Engineering).
В первой части эксперимента исследователи показали, что крыс можно научить нажимать левый либо правый рычаг для получения вознаграждения. Учёные вживили в мозг животных электроды, которые записывали взаимодействие участков гиппокампа, условно называемых CA3 и CA1.
Животное запоминает, какое действие приносит ожидаемый результат, благодаря взаимодействию этих отделов. В процессе обучения мозг трансформирует кратковременные воспоминания в долговременную память. Однако стоит медикаментозными способами отключить гиппокамп, как эта связь пропадает.
У натренированных крыс остаётся только кратковременная память. Дальнейшие опыты показали, что новую информацию они запомнить не в состоянии. «Они по-прежнему знали, что надо нажимать на рычаги, но о том, какой из них уже был нажат, они помнили лишь 5-10 секунд», – рассказывает профессор Бергер.
Затем по модели, записанной электродами, учёные создали электронный протез гиппокампа, копирующий взаимодействие CA3 и CA1. Вторая часть эксперимента показала, что когда грызунам внедрили устройство, в их мозге снова начала формироваться долговременная память.
Дополнительные исследования принесли ещё более поразительный результат: способности крыс с нормально работающим гиппокампом возрастали, когда в их мозг встраивали чип.
Автор работы профессор Теодор Бергер (Theodore Berger) полагает, что в будущем техника, разработанная его командой, позволит заменить постаревший или повреждённый гиппокамп человека. Но для этого сначала нужно создать и испытать протез соответствующей части мозга для обезьяны. Апгрейд человеческого мозга Бергер планирует провести лет через 15. Через сколько лет станет реальностью сюжет картины «Джонни Мнемоник» (Johnny Mnemonic) – пока не ясно (фото PR Newswire/ USC Viterbi School of Engineering).
Профессор уверен, что в вопросе лечения гиппокампа гораздо больше преуспеют не медики-фармацевты, а биоинженеры. Впрочем, учёные, работающие с реальными, а не электронными участками мозга, – тоже преуспели в моделировании отдельных живых «схем» гиппокампа.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
24.06.2011