https://frosthead.com

Могут ли имплантаты в мозгу оживить память?

Нет сомнений в том, что мы многое узнали о человеческом мозге за последние 50 лет, но, как быстро признают нейробиологи, центр нашей нервной системы остается в значительной степени загадкой. В верхней части списка загадок: как работает память, особенно как ее восстановить, если она потеряна.

Однако теперь, благодаря быстрорастущей ветви нейробиологии, известной как прямая запись мозга, ученые могут отслеживать активность мозга в режиме реального времени с помощью имплантированных электродов. Техника могла бы позволить им отобразить, как нейроны общаются, когда воспоминания формируются или вспоминаются, что может затем позволить разработать устройство, которое могло бы имитировать процесс создания памяти, стимулируя те же самые нейроны.

Это может показаться немного причудливым, но DARPA, агентство, финансирующее передовые исследования для Министерства обороны США, так сильно верит в потенциал технологии, что на прошлой неделе он объявил о выделении грантов на общую сумму 40 миллионов долларов, чтобы увидеть, является ли такая память «нейропротезной» может быть разработан в течение следующих четырех лет.

Другие ученые исследуют различные способы разгадать тайну памяти. В недавнем исследовании, поддержанном Национальным институтом здоровья, Роберто Малинов из Калифорнийского университета в Сан-Диего смог использовать точно направленный свет, чтобы уничтожить, а затем восстановить воспоминания у мышей с генной инженерией. А прошлым летом исследователи из Медицинского центра Колумбийского университета объявили, что им удалось значительно улучшить память о старых мышах, увеличив уровень определенного белка в их мозге.

Но идея использования имплантатов для восстановления памяти - считавшаяся радикальной концепцией, когда ее продвигали такие ученые-неврологи, как Университет Южной Калифорнии Теодор Бергер, всего несколько лет назад - привлекла внимание людей из DARPA. Они рассматривают его потенциал как инновационный и необычайно точный способ помочь пострадавшим ветеранам - около 270 000 из которых перенесли черепно-мозговые травмы, часто с изнурительной потерей памяти, начиная с 2000 года, - с несколькими другими вариантами терапии.

Воспоминания

Исследовательский проект, называемый «Восстановление активной памяти» (ОЗУ), основан на убеждении, что независимо от того, насколько сладким или беспокоящим, каждая память формируется одинаково: посредством последовательного действия многих нейронов. Нарушение этой последовательности из-за травмы, мышление идет, и функция памяти блокируется. Но что, если ученые, следуя разработанным ими компьютерным программам процесса памяти, могли бы использовать крошечные имплантаты для работы вокруг поврежденной области, посылая сигналы нейронам дальше по кругу?

По сути, это цель программы RAM, в которой примут участие команды из трех учреждений: Калифорнийского университета, Лос-Анджелеса (UCLA), Пенсильванского университета и Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса. У каждого будет свой фокус.

Команда UCLA сосредоточится на том, что известно как энторинальная область мозга. Благодаря предыдущим исследованиям они определили его как ворота в гиппокамп, область мозга, наиболее связанную с обучением и памятью. Чтобы дать вам некоторое представление о том, насколько важен гиппокамп для того, что делает нас людьми, рассмотрим одно из переломных открытий в науке о мозге, когда в 1950-х годах был задействован человек, у которого были удалены большие части гиппокампа в качестве лечения судорог. После процедуры он уже не мог создавать новые воспоминания - он не мог вспомнить, что происходило с ним каждый день после этого.

Чтобы сосредоточиться на том, как гиппокамп превращает повседневное существование в воспоминания, исследователи UCLA сначала будут использовать данные с электродов, уже имплантированных пациентам с эпилепсией, чтобы разработать компьютерную модель взаимодействия нейронов в этой части мозга во время создания памяти. Исходя из этого, они будут работать с учеными из Ливермора над созданием беспроводных имплантируемых устройств, которые могут воспроизводить процесс, стимулируя соответствующие нейроны.

Тем временем в Пенсильвании исследователи будут более широко рассматривать процесс формирования воспоминаний, рассматривая его как серию сложных взаимодействий между различными областями мозга. Они будут работать с пациентами, у которых уже есть электроды, имплантированные в различные области их мозга, отслеживая нейронную активность, когда эти люди играют в игры на компьютере. Снова цель состоит в том, чтобы выявить закономерности поведения нейронов при сохранении новых воспоминаний или извлечении старых, а также попытаться выделить «биомаркеры» на случай, если что-то пойдет не так.

Ставки на технологии

Тем не менее, у проекта есть скептики.

«Мы должны постоянно напоминать себе, что нет, мы не говорим на секретном языке мозга - мы делаем очень грубую стимуляцию», - сказал New York Times доктор Энтони Ритаччо, директор по нейрохирургии в больнице Олбани . «Работая с мозгом, вы должны продолжать бить себя по лицу как проверка реальности; мы все еще так мало понимаем ».

Но Джастин Санчес, менеджер проекта RAM в DARPA, говорит, что пришло время сделать большую ставку на технологии.

«Мы в долгу перед нашими сотрудниками, - сказал он, - чтобы ускорить исследования, которые могут минимизировать долгосрочные последствия их травм».

И, в конце концов, рабочая память помогает всем нам лучше понять мир, как говорит педагог-психолог Питер Дулиттл в этом выступлении на TED.

Могут ли имплантаты в мозгу оживить память?