Интерфейсът мозък–компютър става все по-интелектуален

Нов метод за проследяване на измененията в мозъка, предизвикани от магнитна стимулация, са описали в сп. PNAS Владислав Козирев от Института по невроинформатика в Бохум (Германия) и колегите му в Рурския университет.

Транскраниалната магнитна стимулация (ТМС) още през 2012 година е прилагана от учените от университета в Лиеж за измерване на „диалога“ между различните зони на кората у 17 пациенти с различни увреждания на мозъка, при които отсъствал контакт с лекарите (с минимално ниво на съзнание).

Съчетанието на ТМС с „биотоковете“ позволило неинвазивно (без „нахлуване“) да се измери вътрешният „разговор“ между различните участъци на мозъчната кора, което се явява необходимо теоретично условие за пробуждане на съзнанието. Липсата на подобна комуникация се наблюдава по време на син и при анестезия.

Авторите тогава отбелязали, че ТМС позволява да се въздейства на мозъка и е ефективен начин за проследяване на нервните „корелати“ за възстановяване на съзнанието.

Руският психофизиолог, професорът от Московския държавен университет Александър Каплан, наскоро е изнесъл доклад в Института по неврохирургия „Бурденко“, на който разказал за интерфейса мозък-компютър.

Това може би било новост за студентите от университета, но доста тривиална практика за специалистите, които практически всеки ден осъществяват този интерфейс в операционните. Може да напомним, че в началото на 2014 година чрез обединяването на мозъчна активност с лаптоп било осъществено управлението на малък безпилотен апарат.

В своите експерименти Козирев използвал флуоресцентни оцветители за проследяване на разпространението магнитни вълни с честота 10 гигахерца и продължителност 300 микросекунди, генериращи електрични токове в кората. Така за първи път станало видимо въздействието на магнитните вълни върху мозъчната кора, което води до изменение на пластичността на нейните клетки (неврони).

Под пластичност се разбира изменението на „пластиката“ на нервните клетки и техните израстъци (дендрити и аксони) с техните точки на съединение, или синапси, които са необходими за построяването на невронните мрежи. Получените в Бохум „картинки“ с висока резолюция позволяват по-целенасоченото въздействие върху различните мозъчни зони, което има както теоретично, така и практическо значение.

Известно е, че различните хора различно понасят жизнените стресове и преживявания, за които едни забравят бързо, а други могат да развият депресия.

Списание Nature е публикувало статия на Нобеловия лауреат Сусуми Тонегава, усъвършенстващ оптогенетиката, тоест метода за светлинно възбуждане на невроните. Ученият използвал аденоасоциирания вирус AAV за внасяне на ензима TRE в нервните клетки (този ензим се използва при лечение на ХИВ).

Лазерните импулси позволили да се проследи предаването на импулсите от „центъра на страха“ – амигдалата, към клетките на хипокампа. Последните отговарят за генерирането и съхранението на паметта и играят голяма роля при обучението.

Невроналният „тонус“ се определя от нивото на глутаминовата киселина, възбуждаща нервните клетки. Сп. Molecular Psychiatry е публикувало статия, получена от университета „Рокфелер“ в Ню Йорк, чиито автори обръщат внимание на ацетилирането на така наречените хистони в невроните.

Хистоните са белтъци, на които е намотана ДНК, и тяхното ацетилиране – присъединяване на остатъци оцетна киселина – повишава генната активност. Експериментаторите знаят, че добавката на ацетилкарнитин в храната на „стресирани“ мишки бързо понижава нивото на стрес у животните.

По този начин невробиолозите се сдобили с първия количествен тест на нивото на стрес и депресия.

Оптогенетиката е измислена в Станфорд от Карл Дейзерот, чиято ученичка Джоана Матис картографирала съдиненията между две мозъчни зони, въвлечени в разпознаването на средата. При това се регистрира бавна активност на невроните от хипокампа, разпращащи сигналите в други отдели на мозъка, които му отговарят.

Консолидацията на паметта изисква бързи импулси, нервни разряди. Оптогенетиката позволила на Матис да имитира двата вида активност, предавани по едни и същи влакна, което било доста изненадващо (J. of Neuroscience). Оказало се, че всичко зависи от скоростта на превключване, което е още едно доказателство за сложността на работата на мозъка.

Докато теоретици и експериментатори използват различни методи за „проникване“ в тайните на мозъка, Паскуал-Леоне, сътрудник на Харвард и Медицинския център „Бет Израел“, осъществил заедно с колеги от Барселона и Страсбург предаването на две приветствени думи – „hola“ и „ciao“, от Индия във Франция чрез интернет, което само по себе си не е чудно.

Същината на работата, публикувана в PLoS One, се заключава в това, че предаването на мисли на разстояние повече от 8000 км била осъществена с помощта на мозъчно-компютърен интерфейс.

Първо компютърът в Индия „превел“ в последователност 0 и 1 вълните от енцефалограмата, която след това била предадена във Франция и била разпозната от доброволец с „шлем“ с електроди на главата.

В първото реално предаване на мисли на разстояние участвали четирима души на възраст 28–50 години.