Исследования мозга и личности, перспективы эмуляции сознания. Апрель 2018

В ежемесячном обзоре мы постарались собрать наиболее значимые открытия в области исследований мозга и личности и перспектив эмуляции сознания, произошедшие в апреле. В этот обзор регулярно включаются работы по нейропротезированию и нейрореабилитации, новые методидики картирование мозга, работы, посвященные машинному обучению в нейронауке, успехам в применении и разработке нейроимплантов и зондов, выращивании органоидов мозга.

С большим вниманием мы следим за международными проектами по картированию и исследованиям мозга, запущенным в США, Европе, Японии и Китае.


Воскресить мозг свиньи

Нейад Сестан из Йельского университета сообщил, что команде, которую он возглавляет удалось “воскресить” мозг нескольких десятков свиней. Эксперимент проводился с головами животных, которые были взяты с бойни. Восстановить реактивность мозга на стимулы удавалось в среднем на 36 часов. Производилось это с помощью системы насосов, нагревателей и пакетов искусственной крови, нагретой до температуры тела.

Доказательств того, что оживший мозг свиньи восстановил также и сознание нет. Однако Сестан назвал «ошеломляющим» и «неожиданным» результатом то, что миллиарды отдельных клеток в мозге оказались здоровыми и способными к нормальной активности.

Если бы метод был опробован на мозге человека, то, вероятно, выглядел бы как пробуждение в камере абсолютно лишенной любых сенсорных ощущений.

В настоящее время в научной среде идут обсуждения этических вопросов подобных экспериментов. Несколько видных ученых, среди которых такие крупные фигуры как Джордж Черч и Кристоф Кох собрались, чтобы обсудить, какие проблемы мы получим в недалеком будущем благодаря техникам создания «суррогатов мозга». К ним относятся органоиды головного мозга (кусочки нервной ткани размером с рисовое зерно), химеры человека и животных (мыши или обезьяны с человеческой мозговой тканью) и ткань мозга человека ex vivo (например, куски мозга, удаленные во время операции).

https://www.technologyreview.com/s/611007/researchers..


Органоид мозга с собственной капиллярной сетью

Исследователи из Университета Калифорнии создали комплексную структуру – органоид мозга, который обладает не только соответствующей архитектоникой, но и собственной капиллярной сетью. Более того, после его пересадки в мышиный мозг он приживался и начинал обрастать сосудами.

После 3-5 недель выращивания в пробирке, когда количество сосудов вырастало до необходимого предела, органоиды пересадили мышам и наблюдали за ними еще в течение двух недель, после чего изымали ткани и смотрели, какие изменения произошли в имплантированном участке.

Оказалось, что органоиды настолько адаптировались, что начинали создавать свою микрокапиллярную сеть, активно взаимодействуя с соседними структурами мозга.

Примечание к рисунку:Стрелка указывает на сосуд, проросший во внешние ткани. Зеленым окрашен органоид. Credit: University of California at Davis

https://journals.lww.com/neuroreport/Citation/2018/05010/Generation_of_human_vascularized_brain_organoids.12.aspx

http://neuronovosti.ru/brain-in-vitro/


Парализованный пациент смог испытать ощущения при движении

Ученые из Калифорнийского технологического института вызвали естественные ощущения в руке парализованного человека, стимулируя определенную область мозга группой крошечных электродов. Пациент, имеющий высокую степень поражения спинного мозга, смог физически почувствовать обратную связь от датчиков, размещенных на протезах.

Две группы крошечных электродов были хирургически вживлены в его соматосенсорную кору. Исследователи стимулировали нейроны с помощью очень малых электрических импульсов. Пациент сообщал, что чувствует разные природные ощущения: сжатие, постукивание, чувство движения вверх и другие, различные по типу, интенсивности и местоположению в зависимости от частоты, амплитуды и расположения электродов.

Хотя различные типы стимуляции действительно вызывают различные ощущения, нейронные коды, регулирующие конкретные физические ощущения, все еще неясны. Исследователи надеются определить точные способы размещения электродов и научиться стимулировать области мозга, чтобы вызвать конкретные чувства, и создать своего рода словарь стимуляции и соответствующие им ощущения.

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180410084233.htm


Нейрокомпьютерный интерфейс позволил парализованным людям писать электронные письма.

В журнале Neurophysiology опубликованы весьма интересные данные. У двух пациентов, которые были парализованы вследствие инсульта и развития бокового амиотрофического склероза велась запись локальных электрических полей подкорково, т .е. прямо с поверхности мозга. Ранее уже было продемонстрировано, что с помощью таких простейших нейрокомпьютерных интерфейсов парализованные пациенты могли “писать” сообщения. Но для этого всегда требовалась калибровка поступающего сигнала. Теперь же исследователи предоставили возможность пациентам самостоятельно обучаться. Нейроинтерфейсы работали в течение 76 и 138 дней в двух случаях и позволили пациентам писать со скоростью 3 и 7 верных символов в минуту соответственно.

Возможно, скоро подобные устройства можно будет использовать для пациентов с параличом и вне лаборатории. И это будет большой прорыв, несмотря на низкую скорость работы.

https://www.physiology.org/doi/abs/10.1152/jn.00493.2017


Автор обзора  Екатерина Шахбазян

Перепечатка разрешается при сохранении ссылок на источник публикации.

1 thought on “Исследования мозга и личности, перспективы эмуляции сознания. Апрель 2018”

Добавить комментарий