Мозг можно протезировать: наука берет новые рубежи

18:02 28.04.2016 , Елена Лонга
Александр Каплан. Фото с сайта brain.bio.msu.ru

А вот расшифровка мыслей еще никому из ученых не удалась

Мозг — это загадка Вселенной. Это самый сложный человеческий орган, который умеет читать, контролировать информацию, по мере необходимости обновлять ее, контролировать дыхание, поддерживая нужное количество кислорода в крови и даже осуществляет нужную гормональную регуляцию для продолжения рода.

Но насколько возможно, носить информацию человеческого мозга на флешке?

На эту тему с KM.RU побеседовал Александр Яковлевич Каплан — эксперт в области психофизиологии, доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии человека и животных, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов на биологическом факультете МГУ им. М.В.Ломоносова.

- Несмотря на большие старания ученых, мозг так до конца и не изучен. Вопросы возможности переписать мысли человека вызывают постоянный интерес не только у любителей, но и у самих ученых. Александр Яковлевич, все-таки как можно переписать мозг?

- Переписать мозг нельзя, так как это не книга с готовым текстом и не фильм с готовым видеорядом. Миллиарды нервных клеток мозга находятся в непрерывном взаимодействии, в каждую долю секунду что-то запоминая, передавая, решая разные задачки и т.д.

Мозг обновляется непрерывно. Какую именно долю секунды переписывать? Да и можно ли в принципе переписать, например, что человек думает в данный момент?

В принципе, для того, чтобы понять что человек думает, теоретически существует два способа: спросить его, чтобы он ответил словами, или нужно подключить к мозгу датчики для измерения какого-то показателя деятельности мозга, чтобы расшифровать в нем, что хочет сказать человек.

- О каких конкретно датчиках идет речь?

- Самым удобным таким показателем являются электрические потенциалы, которые можно зарегистрировать прямо с кожной поверхности головы. А появляются они там как отголоски активности нервных клеток, которые общаются между собой посредством нервных импульсов, имеющих электрическую природу.

Закрепленные на голове электроды через тонкие проводки отводят электрические потенциалы в усилитель, где они преобразуются в цифровой код и отправляются на расшифровку в компьютер.

Однако до сих пор еще ни в одной лаборатории мира расшифровка мыслей не удалась. И я думаю, что это невозможно сделать по принципиальным причинам: нам неизвестны коды мозга, которые к тому же непрерывно обновляются.

- Александр Яковлевич, а как это технически делают?

– Само тестирование выглядит очень просто: на экране компьютера в случайном порядке появляются две картинки, например, апельсин – яблоко. При этом непрерывно записывается электрическая активность мозга.

Затем эту запись аккуратно разрезают на кусочки, которые записывались во время просмотра апельсинов и яблок. Сравнивают эти записи и… никто еще не нашел различий в этих записях! Несмотря на то, что эти записи могут делаться от 100-200 точек на голове.

Электрическая активность с поверхности головы не чувствует различий между мыслями об апельсине и яблоке.

- А зачем тогда нужны методы регистрации электрических колебаний мозга, если по ним ничего нельзя расшифровать?

- Запись электрических колебаний мозга называется электроэнцефалографией. Этот метод используется в основном в медицине для диагностики мозговых заболеваний и травм. Это самый быстрый способ, чтобы определить поврежден ли мозг после травмы головы, или в чем причина обморока или судорог у человека.

Но психиатрические заболевания, например, шизофрения, пока не поддаются диагностике с помощью метода электроэнцефалографии.

- Известно, что для подключения к мозгу используют и внутримозговые электроды, чем это лучше или хуже?

- Лучше – потому что с помощью таких электродов можно собрать гораздо больше информации о работе мозга, выяснить более тонкие механизмы заболевания. Но для этого нужно открывать череп, нарушать целостность оболочек мозга.

Все это слишком опасно для здоровья, и потому внутримозговые электроды используют только в нейрохирургической клинике и только в случаях крайней необходимости, когда к тому имеются медицинские показания. Но и в этом случае расшифровать мысли человека не удается. Все по той же причине, мы не знаем коды общения нервных клеток. И не узнаем, ни через 2 года, ни через 100 лет.

Очень редко можно сказать: «никогда». Это как раз тот случай. Коды сообщений между нервными клетками разные в разных парах, да еще постоянно обновляются. Пусть код одной пары расшифруем, но проблема в том, что в голове не один нейрон, их 86 миллиардов. Как подсоединиться хотя бы к одному миллиарду?

- Можно ли вшить карту памяти в тело человека и накопить на ней информацию с мозга?

- Вшить электронное устройство в тело человека – нет никаких проблем. Миллионы людей ходят с вшитыми кардиостимуляторами, которые снабжены и картой памяти и процессором, чтобы по определенной программе стимулировать сердце. Но для работы с мозгом это не делается.

Вживляют в мозг только чип с сотней-двумя электродов для считывания намерений о движении конечностей. На этом построены системы управления манипуляторами, которые осваивают парализованные пациенты. Они не могут двигать своими конечностями, но командами напрямую от мозга приводят в движения манипуляторы, специально настроенные на сигналы от мозга. Эти технологии называются интерфейсами мозг-компьютер. 

-Профессор из Бразилии Сюзана Херкулано-Кузен посчитала количество нейронов у слона и их получилось их 256 миллиардов, намного больше, чем у человека, выходит он умнее?

- Это хороший пример. Да, у слона больше нервных клеток, чем у человека. А у крыс нервных клеток 200 миллионов — это 5-ая часть от 1 миллиарда. У человека 86 миллиардов! Понятно, почему человек намного умнее крысы. Даже если с обезьянами сравнивать, с их 6-9 миллиардами нейронов, получается что человек в этом опередил обезьяну почти на 80 миллиардов нервных клеток. Тоже понятно, мы же умнее обезьян.

Но слон, наоборот, по числу нейронов намного опередил человека, почти на 180 миллиардов. Для меня это было открытием, потому что до Херкулано-Кузен никто не считал сколько нервных клеток у слона.

Что же, слон умнее человека? Но тайна быстро открылась - все нервные клетки слона находятся в основном в мозжечке, а он занимается управлением движений. Мышечная масса слона несопоставимо больше мышечной массы человека. А мышцы состоят из мелких мышечных волокон, размер которых одинаков, что у человека, что у слона.

Значит, если у слона больше мышц – больше и мышечных волокон, к каждому из которых подходит отросток нервной клетки. Вот на что потребовалось дополнительное количество нервных клеток у слона, а не на интеллект.

-Возможно ли протезирование мозга человека?

- Протезирование функций мозга — это замена поврежденного участка мозга на какое-то устройство, которое хоть и не похоже на ткань мозга, но будет выполнять нужную функцию. Как протез конечности: сделан не из живых тканей, но заменяет конечность по функции.

Например, если какой-то участок мозга участвовал в запоминании информации, то протез этого участка должен будет уметь запоминать информацию с теми же характеристиками.

- Такие операции уже удалось сделать?

- Пока это удалось сделать только американскому нейрофизиологу Теду Бергеру. Он ввел 30-40 тонких электродов в гиппокамп крысы – структуру мозга отвечающую за память. В предварительных опытах он подсмотрел, как распределяется электрическое поле по гиппокампу когда крыса хорошо справлялась с поиском кормушки. Затем ввел в гиппокам анестетик и крыса тут же забыла, где искать свою кормушку.

Однако, если через те же 30-40 электродов стимулировать гиппокам током так, чтобы электрическое поле распределилось так же , как и при правильном поведении крысы, то она тут же вспоминает , где ее кормушка. Специальный чип, подшитый под кожу черепа у крысы генерировал и распределял стимулы по вживленным электродам.

Чип заменил гиппокамп. Это первое доказательство возможности протезирования мозга.

Комментарии читателей
31.05.2016, 13:54
Гость: Сергеич

А религиозные войны самые страшные во все времена.

12.05.2016, 10:12
Гость: cславик

Согласен.
Много вранья в современной науке.

11.05.2016, 23:17
Гость: tor

Бог здесь - в смысле запретов - не причём вообще. Он в любом случае пока поощряет развитие мозга...как и науку...иначе бы давно прикрыл.. :)
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Настоящая наука и так прикрыта!
Проснитесь!

]]>
Загрузка...
]]>
]]>
]]>
]]>]]>
]]>
]]>
Сетевое издание KM.RU. Свидетельство о регистрации Эл № ФС 77 – 41842.
Мнения авторов опубликованных материалов могут не совпадать с позицией редакции.
При полном или частичном использовании редакционных материалов активная, индексируемая гиперссылка на km.ru обязательна!
Мультипортал KM.RU: актуальные новости, авторские материалы, блоги и комментарии, фото- и видеорепортажи, почта, энциклопедии, погода, доллар, евро, рефераты, телепрограмма, развлечения.
Карта сайта
Если Вы хотите дать нам совет, как улучшить сайт, это можно сделать здесь.