киборгизация мозга все ближе
Yuri Nesterenko
http://gazeta.ru/2006/03/28/oa_193810.shtml
Разработанный в Европе микрочип может подключиться к 16 тысячам мозговых
нейронов. Так как размер чипа всего 1 мм, то, фактически, в голове человека
можно разместить небольшой компьютер.
Европейские ученые достигли нового уровня совмещения живой ткани и
неорганического процессора.
Исследователи начали опыты с мозговыми клетками улиток, а затем углубились в
нейроны крыс. <С нейронами млекопитающих заниматься труднее, поскольку они
меньше по размеру и сложнее устроены , _ прокомментировал открытие в интервью
New Scientist молекулярный биолог из университета Падуи Стефано Вассанелли.
Они разработали схему взаимодействия нейронов млекопитающих и кремниевых чипов
и сделали на ее основе рекордную по параметрам микросхему, которая вступает в
связь с тысячами нервных клеток.
По словам ученых, потенциальные возможности открытия бесконечны, но главное _
сделан новый шаг в развитии технологий, которые встраивают кремниевые цепи в
нервную систему.
Hовая микросхема способна получать импульсы от более чем 16 000 мозговых
нейронов биологического происхождения и посылать обратно сигналы к нескольким
сотням клеток. Коллектив ученых из Италии и Германии смог <сжать 16 384
транзистора и сотни конденсаторов в микрочип размером всего 1 миллиметр. Все
предыдущие нейрочипы связывались или сразу с группой объединенных нейронов, или
с намного меньшим числом нейронов.
Окруженные нейронами транзисторы получают сигналы от нервных клеток,
одновременно конденсаторы отсылают к ним сигналы. Каждый транзистор на чипе
улавливает малейшее, едва заметное изменение электрического заряда, которое
происходит при <выстреле нейрона в процессе передачи заряженных ионов натрия
(ионы проникают внутрь клеток и наружу через специальные поры). И наоборот,
воздействие электрического заряда на каждый отдельный конденсатор изменяет
движение ионов натрия, возбуждая нейрон и заставляя его реагировать.
Исследователи выбрали <двухколейный подход, чтобы и оптимизировать чип, и
<улучшить биологию нейрона.
Пришлось также переделать и сами нейроны, чтобы усилить связь между чипом и
клетками.
Во-первых, пришлось генетически изменить нейроны, чтобы увеличить в них
количество пор. Во-вторых, ученые добавили к чипу протеины, которые <склеивают
нейроны в мозге, также образуя дополнительные натриевые каналы. Увеличение
числа натриевых каналов повышает шансы на то, что транспорт ионов преобразуется
в электрические сигналы в чипе.
По словам Вассанелли, останавливаться на достигнутом нейроинженеры не
собираются: <Определенно должен найтись способ, который заставит нейрон по
приказу из чипа изменять свою мембрану или включать и выключать гены . Когда
создадут и такую технологию, путь к управлению многими тысячами нейронов будет
открыт.
Как говорят авторы работы, их устройство поможет исследователям прояснить
принципы работы и коммуникации клеток мозга, лечить неврологические болезни, а
также (в будущем) приведет к созданию органических компьютеров, работающих <на
нейронах , как человеческий мозг.
О конкретных методиках применения своего чипа ученые пока не говорят. Впрочем,
они могут использовать уже наработанные схемы
Hапример, в 2003 году в университете Южной Калифорнии под руководством Теодора
Бергера разработан первый искусственный протез одного из отделов мозга _
гиппокампа, отвечающего за долговременную память. Сначала ученые создали
математическую модель работы гиппокампа в различных ситуациях, которую затем
встроили в кремниевый чип. Поведение гиппокампа просто скопировали: принципы,
по которым он кодирует информацию, неизвестны.
Информацией с остальными частями мозга микросхема, прикрепленная к черепной
коробке снаружи, обменивается с помощью двух групп электродов, подходящих
непосредственно к поврежденной области. Первая группа регистрирует сигналы
электрической активности, другая _ отправляет команды обратно в мозг.
Предполагается, что гиппокамп представляет собой совокупность нейронных сетей,
функционирующих параллельно, так что становится возможным просто обойти всю
поврежденную область целиком.
А в 2004 году в США ученые вживили электронный чип BrainGate в мозг
парализованного человека, с его помощью 24-летний юноша смог управлять
телевизором и компьютером силой мысли. Систему, содержащую 100 электродов,
которые считывают информацию со 100 нейронов, впервые встроили прямо в кору
головного мозга. Ранее такие чипы вживляли в мышцы языка или глаз
парализованных пациентов, что значительно затрудняло управление ими.
YuN [Дарвиновский комитет]
■ http://yun.complife.ru - фантастика, стихи, юмор, публицистика, игра FIDO
Yan Korchmaryuk
Colleague(s) !
■ Quoting message from Yuri Nesterenko to All
■ [31 Mar 06 at 18:36]
Это, случаем, не первоапрельская шутка?
YN> http://gazeta.ru/2006/03/28/oa_193810.shtml
YN> Разработанный в Европе микрочип может подключиться к 16 тысячам мозговых
YN> нейронов. Так как размер чипа всего 1 мм, то, фактически, в голове человека
YN> можно разместить небольшой компьютер.
...
Yours faithfully,
Yan Korchmaryuk (Synergetic). (B-})