Мозговые протезы: искусственный мозжечок заработал на крысах

Искусственный мозжечок, внедренный в мозг крысам, вернул им способность вырабатывать простейшие рефлексы. Подобные разработки - первые успешные шаги на пути создания мозговых протезов, которые в будущем могли бы помочь людям, страдающими от последствий повреждения мозга.

"Это стало доказательством самой возможности считать информацию из мозга, обработать ее схожим с естественным образом и вернуть обратно в мозг", - говорит Матти Минтц из Тель-Авивского университета, возглавлявший исследование.

Группа ученых, возглавляемых Минтцом, создала искусственный (отметим, что очень упрощенный) аналог мозжечка - структуры мозга связанной с координацией движений. Созданный ими чип получал сигналы из ствола мозга, обрабатывал их и посылал управляющие импульсы в моторные нейроны, управляющие различными движениями. Таким образом, он заменял собой мозжечок - структуру мозга, которая необходима для осуществления координированных движений и многих рефлексов.

Работу "естественного" мозжечка ученые блокировали при помощи анестезии. Затем они попробовали выработать у таких животных мигательный рефлекс на звук, сочетая звуковой сигнал с потоком воздуха, направленным на глаза. Крысы с выключенным мозжечком и без импланта оказались не способными на выработку рефлекса. А животные, в мозг которых был внедрен чип, после многочисленных сочетаний условного и безусловного стимула выработали ожидаемый рефлекс и в итоге моргали в ответ на звук, за которым не следовала струя воздуха - то есть действовали по классической павловской схеме.

По своему строению мозг не однороден. Некоторые его структуры, такие как гиппокамп и мозжечок, имеют довольно четкую архитектуру. Именно они являются основными объектами исследования и попыток создания мозговых протезов. "Мы знаем анатомию мозжечка и некоторые аспекты его поведения почти идеально", - говорит Мнитц. В своем чипе-протезе ученые постарались воспроизвести архитектуру и характер ответов мозжечка на входные сигналы. В определенной степени им это удалось, о чем свидетельствует факт восстановления утраченной функции.

Мигательный рефлекс - это, конечно, еще очень мало. Между сложностью настоящего мозжечка и выполняемыми им функциями и тем, что уже удалось воссоздать искусственно лежит не менее чем пропасть. Но восстановление даже простых функций мозга для людей их лишенных в результате травмы, инсульта или инфекции уже означала бы очень многое.