Учёные создали нейроимплантат, позволяющий восстанавливать память — пока только у крыс.
Потеря памяти сопровождает множество болезней центральной нервной системы, начиная с банального инсульта и заканчивая тяжёлыми расстройствами психики вроде сенильной деменции. Можно ли предотвратить потерю памяти и (или) восстановить её? — Сейчас это кажется абсолютно неподъёмной задачей для медицины. Наука, однако ж, не стоит на месте, и в очередном номере Journal of Neural Engineering опубликована статья американских исследователей из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе, чьи результаты могут положить начало настоящему... протезированию памяти. Как бы фантастично это ни звучало.
На самом деле, исследования калифорнийских нейрофизиологов опирались на данные об уже имеющихся разработках нейроимплантатов, которые позволяли парализованным людям двигать искусственными руками и ногами или перемещать курсор по экрану монитора в буквальном смысле силой собственных мыслей. Эти устройства имитировали двигательные импульсы нейронов, передавая сигналы из головного мозга на объект, будь то искусственная конечность или курсор на экране. Американцы проделали похожую работу, только их устройство направляло эти полуискусственные нервные импульсы не на внешний объект, а в другую часть мозга.
Местонахождение гиппокампа (обозначен оранжевым) в мозгу. Гиппокамп вовлечён в процессы формирования памяти, эмоций и ориентации в пространстве. (Иллюстрация Roger Harris.)
В ходе эксперимента крысам предлагалось нажать на один из двух рычагов, чтобы получить порцию воды. Оба были идентичны, но животному их показывали не сразу, а по очереди. Чтобы попить, крыса должна была нажать на тот рычаг, который появлялся вторым; но прежде ей нужно было запомнить, какой рычаг появился первым, чтобы потом сделать правильный выбор, то есть нажать на второй. Животному вживляли в мозг микроэлектроды, в ту область, которая отвечает за «записывание» новой памяти, — это две нейронные зоны в гиппокампе, называемые СА1 и СА3. «Общение» между ними необходимо для запоминания и хранения новой информации. Обмен сигналами, который продемонстрировали СА1 и СА3 при обучении в ходе эксперимента, был пойман электродами и записан на компьютер.
Затем учёные медикаментами подавляли активность зоны СА1, после чего крысы не могли вспомнить правильный рычаг. Они помнили только процедуру, то есть что нужно нажимать тогда, когда появляется второй рычаг, но при этом не знали, какой из них появляется первым. Животные ждали появления второго рычага, но тыкались в оба безо всякого порядка.
И вот самое главное: когда учёные подавали в мозг сигнал — тот, что был записан с зоны СА1, — крысы вновь обретали память: они запоминали, какой из рычагов появлялся первым, а потому нажимали на второй. Способность к запоминанию включалась и выключалась, будто электрическая лампочка. При этом памятливость можно было продлевать: даже если крысы не получали препарата, подавляющего активность запоминающей зоны гиппокампа, долгий перерыв в упражнениях приводил к затуханию памяти в 40% случаев. Если же исследователи использовали созданный ими нейроимплантат, память со временем портилась только у 10% животных.
Авторы полагают, что при использовании беспроводной связи и технологии микрочипов вполне возможно вживить такое же устройство в человеческий мозг. С другой стороны, наш мозг не в пример сложнее крысиного, и в формировании памяти могут принимать участие другие структуры, а не только две зоны в гиппокампе. Наконец, чтобы воскресить память, как следует из эксперимента, нужно знать исходный сигнал, который отвечал за некоторое воспоминание, но потом потух, а у страдающих тяжёлыми расстройствами психики этот «исходник» может оказаться настолько слабым, что его не поймает никакая «записывающая аппаратура».
Тем не менее для начала хватит и того, что подобные устройства помогут больным хотя бы не забывать своё имя и расположение комнат в собственном доме.
Подготовлено по материалам EurekAlert!.
