На русском

Имплантат, улучшающий работу мозга

Качество нашей жизни определяется емкостью и способностями нашего мозга. Люди во всем мире хотят улучшить свои умственные способности. Некоторые исследователи предлагают улучшать умственные способности человека с помощью имплантатов памяти. Сегодня ученые проводят эксперименты по созданию устройств для усиления функций человеческого мозга в двух направлениях. Один из способов – создание имплантата с электрическим кремниевым чипом, который бы идентифицировал закономерности деятельности мозга, а затем воссоздавал их в мозге. Второй способ – разработка устройства, позволяющего интенсифицировать поток информации через мозг.
Профессор Бергер, биоинженер и нейробиолог из Университета Южной Калифорнии, и его коллеги разработали и продемонстрировали устройство, которое можно вставить в мозг для моделирования активности мозга. Устройство способно имитировать сигналы в мозге обезьян, помогая им формировать и извлекать долгосрочные воспоминания, обрабатывая информацию, как это делают нейроны. Сначала, чтобы создать это устройство, Бергер изучил изменения в мозге, вызванные приобретением конкретных знаний. Затем он математически описал, как электрические сигналы формируют долговременную память. Наконец, применяя созданные математические модели, нейрофизиологи создали устройство, состоящее из кремниевого чипа для улучшения запоминания информации. На данный момент исследователи могут использовать этот кремниевый чип для увеличения продуктивности работы мозга только у крыс и обезьян и только в ограниченном количестве контролируемых ситуаций. Однако Бергер считает, что в будущем его команда сможет имитировать мозговые сигналы человеческого мозга, что позволит улучшить память и другие когнитивные способности человека, а также лечить психические заболевания.
С другой стороны, Лорен Фрэнк, профессор физиологии из Калифорнийского университета считает, что ученые должны обратить внимание на другое направление, а именно на улучшение активности мозга за счет улучшения существующей информационно- перерабатывающей деятельности в головном мозге. Он считает, что успех Бергера впечатляет, но есть несколько ограничений в его методе. По мнению Фрэнка, есть два препятствия для развития этого метода активации мозга. Во-первых, поведение в реальной жизни более сложное, чем поведение, изученное в лабораторных экспериментах. Во-вторых, трудно выделить и изучить конкретную комбинацию нейронов, не затрагивая другие нейроны, которые участвуют в активности мозга. Исследователи вряд ли смогут преодолеть эти препятствия: в настоящее время технологии еще недостаточно развита.
Профессор Лорен Фрэнк предлагает разработать альтернативный подход, основанный на усилении информационных потоков или, другими словами, усилении мощности электрических сигналов. Известно, что приобретение новой информации инициирует деятельность мозга и трансформирует связи между нейронами, стимулирует определенные части мозга и создает новые структуры нейронов. Для создания долговременной памяти и получения информации из памяти необходимо активировать разные цепочки нейронов. Но сигнал, передаваемый нейронами, может быть слабым или может потерять свою силу. Следовательно, как считает Фрэнк, основной задачей является усиление сигналов нейронов, генерируемых мозгом во время обучения, хранения и извлечения информации. Таким образом, для того, чтобы быть эффективными, когнитивный протез должен сначала идентифицировать текущую деятельность мозга и усилить ее. Профессор Фрэнк и его команда пытаются создать такое устройство, которое сможет обнаруживать текущие изменения в активности мозга, отражающие прохождение потока информации, а затем усилить соответствующую активность мозга. В настоящее время они наблюдают, анализируют и изучают реакции нейронной сети на внешние события.
По нашему мнению, оба подхода являются многообещающими. Первый может применяться для лечения психических заболеваний, подобно наркотическим средствам. Фактически, все лекарства несовершенны и имеют разные побочные эффекты, но они все еще способны помочь многим больным людям. Второй способ возможной интенсификации текущей деятельности мозга является более естественным и менее травмирующим и может быть использован, чтобы помочь людям улучшить свои умственные способности в будущем.

Источники:
http://www.technologyreview.com/featuredstory/513681/memory-implants/
http://www.technologyreview.com/view/514491/how-to-make-a-cognitive-neuroprosthetic/

Светлана Строганова

Leave a Reply