Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Протезы для мозга: как это работает

24.08.2016 Наука и жизнь

В случае если человек утратил в следствии травмы руку либо ногу, медицина еще с древности предлагала заменить утрату протезом. Со временем протезы становились все идеальнее — от деревяшки Джона Сильвера до сложных бионических конструкций, управляющихся нервными импульсами от естественных нервных окончаний человека либо через электроэнцефалограмму.

на данный момент, в случае если у человека отказывает печень либо почка, в случае если гибнет сердце — их возможно заменить неестественным органом либо трансплантировать донорский. Заменяют кожу, суставы, волосы и другое. Однако существует один орган, о протезировании которого обращение пока не идет.

Это мозг.

Вправду, время от времени по окончании инсульта «отказывает» маленький участок головного мозга, но и это ведет к ужасающим последствиям — утрата памяти, параличу и т. д. Возможно ли заменить протезом хотя бы участок мозга?

Отыскать в памяти всё

По большому счету, под словом нейропротезы знают две различные вещи. Первая — это роботизированные протезы, каковые управляются имплантированными в мозг электродами, они оказывают помощь всецело парализованным больным.Протезы для мозга: как это работает Вторая — это в то время, когда электроды подводятся к сохранившимся остаткам нервных волокон, шедших когда-то к потерянной конечности.

Но такие нейропротезы на территорию пораженного мозга не вторгаются. Первую попытку предпринял в 2012 году американский невролог Теодор Бергер, создавший протез средней части гиппокампа. Действительно, лишь у крыс и очень необычный. В гиппокамп крыс ввели пара десятков электродов. Часть из них «снимала» электрическую активность, часть разрешала стимулировать электрическими импульсами нейроны.

Позже крыс обучили запоминать, в какой из кормушек лежит еда. Параллельно смотрели за активностью гиппокампа в те моменты, в то время, когда животное принимало верное (и неправильное) ответ, устанавливая, какая часть гиппокампа «несла» ответственность за память о месте размещения лакомства.

Повреждение этого места приводило к тому, что крыса забывала о том, куда положили ее обед. Но по окончании стимуляции поврежденного участка электродами (при помощи особого чипа) животное вспоминало о собственных удачах и обнаружило еду. Более того, в случае если животное (такое случается и с нами, правда?), то стимуляция гиппокампа посредством чипа также приводила к «включению» памяти.

Продолжение мозга Самый простой нейропротез существует еще с 1960-х годов. Это кохлеарный имплантат. Практически он представляет собой слуховой аппарат, но схема его работы совсем вторая, он оказывает помощь при так называемой нейросенсорной тугоухости, в то время, когда поражается не «механика» слуха, а его «электрика», другими словами нейронные связи между мозгом и ухом.

Кохлеарный имплантат — это электронный комплекс с микрофоном, процессором, принимающим электрические сигналы с микрофона и преобразующим звуки в сигналы, понятные мозгу, и электроды, передающие эти сигналы на идущие в мозг нервы.

Подобрать код

Дабы верно стимулировать гиппокамп, нужен особенный «код активации» — электрическая активность «входящего» импульса. Для этого Бергер измерял активность всего гиппокампа на протяжении поиска кормушки с едой. И как раз для этого нужен чип, что передает активационный код с «входящей» территории на зону памяти.

И нужна еще особая математическая модель, которая «вычленяет» необходимый сигнал по снимаемой электроэнцефалограмме и передает его в чип. Значит ли это, что все-таки возможно будет заменить целый мозг, подсмотрев коды активации для всех навыков организма? Обозримой перспективе вряд ли.

Распутать провода

Но создать какие-то нейроимпланты для людской мозга, каковые окажут помощь «обходить» пораженные при инсульте территории (а та пресловутая средняя часть гиппокампа, кстати, частенько поражается при инсульте), в полной мере вероятно в ближайшие десять лет, и пара научных коллективов в мире уже трудятся над этим. Существует пара глобальных проектов по картированию мозга, неспешно расшифровывается коннектом — порядок соединения между собой всех нейронов мозга (к слову, вариантов коннектома больше, чем атомов во Вселенной), начинают изучаться и картироваться и вспомогательные клетки мозга — глия, составляющая около 40 процентов отечественного главного органа. Быть может, лавинообразное накопление всех этих данных окажет помощь через пара десятилетий заменить если не весь мозг, то кое-какие его части.

Александр Каплан, психофизиолог, доктор наук животных физиологии и кафедры человека, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов биологического факультета московского университета им. М.В. Ломоносова: «Мозг — пожалуй, единственный орган тела, для полного протезирования которого нет ни теоретических, ни экспериментальных оснований.

Но это не закрывает возможность создания протезов, пускай весьма не хорошо, но все-таки хоть как-то имитирующих исходную функцию. Так как мозг — это не смотря на то, что и очень сложное, но достаточно структурированное информационно-аналитическое устройство. В качестве аналога возможно привести компьютер: пускай мы не можем заменить центральный процессор, но сборку сгоревшего USB-порта тем либо иным методом сделать из подручных материалов возможно».

Статья «Протезы для мозга» размещена в издании «Популярная механика» (№158, декабрь 2015).

Случайные записи:

Протезы |Как это работает


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,