Имплант „вижда” как работи мозъкът

Малък чип-микроскоп се имплантира между кората на главния мозък и черепа, за да чете сигнали от невроните (снимка: Rice University)

Изследователи от университета Райс са създали прототип на чип-микроскоп, който се имплантира в мозъка и позволява на учените да четат сигнали с висока резолюция от невроните на кортекса, отговорни за зрението.

Чипът е разработен в рамките на програма на DARPA (Агенцията за перспективни военни разработки на САЩ), свързана с изследвания на процесите на обработка на реч, зрение и слух. Една от основните цели на проекта е създаване на зрителна протеза, която изпраща визуална информация директно в мозъка, съобщава сайтът на университета Райс.

Невронните интерфейси позволяват директно предаване на сигнали между човешкия мозък и компютъра. Обикновено тези интерфейси поддържат едностранна комуникация, като позволяват на компютъра да чете сигналите от мозъчните неврони. Подобна едностранна връзка позволява, например, управление на пръстите на протеза със „силата на мисълта”. Но реализирането на обратна връзка „компютър-мозък” е много по-трудна задача.

Проектът на университета Райс е част от наскоро обявена програма на DARPA за създаване на невронен интерфейс с висока разделителна способност, който може да обработва сигнали от голям брой неврони с висока точност. Една от дългосрочните цели на програмата е изобретяване на устройства за възстановяване на зрението и слуха на хората чрез изпращане на сигнали от електронни сензори директно в областите на мозъка, отговорни за обработката на съответните данни.

Учените са създали малък чип-микроскоп, наречен FlatScope, който е достатъчно тънък, за да се вмести между кората на главния мозък и черепа, без да оказва натиск върху мозъка. За да може микроскопът да прочете сигналите от невроните, те трябва да бъдат визуализирани. Учените възнамеряват да постигат това чрез модифициране на клетките на невроните със специфични протеини, които излъчват фотони, когато през тях премине електрически импулс.

Чипът-микроскоп е способен да снема триизмерно изображение, а разработчиците се надяват, че той ще може да „проникне” дълбоко в кората на главния мозък – на около 500 микрона. Предполага се, че на такава дълбочина се обработва голяма част от визуалната информация.

В момента прототипът на чипа може да снема сигнали от мозъка. Учените вярват, че получените от него данни ще помогнат да бъде разбран механизмът, по който човек обработва аудиовизуална информация, и след това за изпращане на компютърни изображения директно в мозъка.

Невронни интерфейси за различни приложения разработват и други учени. В началото на 2017 г. беше създадена система за общуване с хора, страдащи от „синдрома на заключването”, т.е. които не могат да комуникират с външния свят, поради пълна парализа на мускулите. Засега системата позволява само отговори на въпроси с „да” или „не”.