Израильские ученые создали искусственный мозжечок

Израильские ученые из Университета Тель-Авива сделали еще один шаг на пути к разработке устройства, которое может дополнять функции мозга, помогая пациентам с церебральными нарушениями, которое в один прекрасный день – кто знает? - может улучшить способности таких пациентов. Речь идет о компьютерном чипе, способном имитировать одну из функций мозжечка. Правда, пока речь идет только о крысах.

Мозжечок представляет собой небольшую, странного вид часть мозга, похожую на самостоятельный орган. Он расположен в задней черепной ямке кзади от продолговатого мозга и моста мозга, образуя часть крыши четвертого желудочка и способен взаимодействовать непосредственно со стволом головного мозга. Одной из главных его задач является дополнение и коррекция деятельности остальных двигательных центров. Каждая из трех продольных зон мозжечка имеет свои функции. Червь мозжечка управляет позой, тонусом, поддерживающими движениями и равновесием тела. Промежуточный отдел мозжечка участвует во взаимной координации позных и целенаправленных движений и в коррекции выполняющихся движений. За освоение новых видов физической активности – таких как серфинг, езда на велосипеде, ходьба по канату и пр. – также отвечает мозжечок. Команда исследователей под руководством профессора психобиологии Мэтти Минц (Matti Mintz) сфокусировалась на этой доле мозга, поскольку ее деятельность изучена лучше, чем прочие части головного мозга, а также потому, что можно сравнительно легко измерить результаты подражания деятельности мозжечка.

Исследователи начали свой эксперимент с изучения сигналов мозга, которые попадают в мозжечок и затем отслеживали, как эти сигналы преобразовывались в прочие типы сигналов, отсылаемые обратно. Таким образом, ученые смогли распознать сигналы для конкретного случая или события, а также ответные сигналы, поступающие из мозжечка во все остальные части мозга. Далее, был разработан компьютерный чип, способный как распознавать входящие сигналы так и генерировать соответствующий ответ на них, подобно реальному мозжечку. После этого ученые заблокировали деятельность мозжечка у лабораторных крыс и внедрили свой чип в качестве временной замены. Однако, перед его «запуском» животные были «протестированы»: в глаза им дули потоком воздуха и одновременно запускали звуковой сигнал. Идея состояла в том, чтобы научить животных моргать в ответ только на звуковой раздражитель. При неработающем мозжечке крысы не могли усвоить эту взаимосвязь, однако после установки искусственного мозжечка грызуны вполне освоили эту задачу.

Несмотря на то, что данный эксперимент пока единственный демонстрирует успешную имитацию функций отдельных частей головного мозга, он также показывает саму возможность этого, а также впервые убеждает нас в способности двустороннего взаимодействия между мозгом и искусственными приспособлениями. Это можно считать уверенным шагом на пути будущих возможностей в этой сфере, в результате освоения которых однажды ученые смогут воспроизвести функции, утерянные у пациентов с церебральными нарушениями в результате перенесенной травмы или инсульта.

Результаты исследования будут представлены текущей осенью на биотехнологической конференции в Великобритании.