Ученые вживили в мозг чип улучшающий память

Ученые успешно протестировали протезную систему на основе вживленного в мозг пациента чипа, которая использует собственные модели памяти человека, чтобы облегчить способность мозга кодировать и вспоминать, пишет Science Daily .

фото с https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180327194350.htm
фото с https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180327194350.htm

Ученые Баптистского медицинского центра "Уэйк Форест" и университета Южной Калифорнии продемонстрировали успешную реализацию протезной системы памяти у людей.

В пилотном исследовании, опубликованном в сегодняшнем Journal of Neural Engineering, краткосрочная память участников показала улучшение на 35-37 процентов по сравнению с базовыми измерениями.

"Это первый раз, когда ученым удалось выявить в собственных клетках головного мозга пациента код или шаблон памяти и, в сущности, "запись" этот код во встроенный чип, что позволило существенно улучшить работу памяти, что стало первым важным шагом в восстановлении потенциальной потери памяти", - сказал ведущий автор исследования Роберт Хэмпсон, д. н., профессор физиологии/фармакологии и неврологии в Wake Forest Baptist.

Исследователи исследовали пациентов с эпилепсией в Wake Forest Baptist, которые участвовали в диагностической процедуре картирования мозга. Пр этом использовала хирургически имплантированные электроды, помещенные в различные части мозга, чтобы точно определить происхождение припадков пациентов. Используя электронную протезную систему команды, основанную на нелинейной математической модели с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO), исследователи изучили влияние импульсов на несколько нейронов в гиппокампе, части мозга, участвующей в создании новых воспоминаний у восьми из этих пациентов.

Во-первых, они записывали нейронные паттерны или "коды", в то время как участники исследования выполняли компьютеризированную задачу памяти. Пациентам было показано простое изображение, например, цветной блок, и после небольшой задержки, когда экран был заглушен, их попросили идентифицировать исходное изображение из четырех или пяти на экране.

Команда USC во главе с инженерами биомедицины Теодором Бергером, д.н., и Dong Song, д.н., проанализировала записи из правильных ответов и синтезировала код на основе MIMO для правильной работы памяти. Команда Wake Forest Baptist воспроизвела этот код пациентам, пока они выполняли задачу воспоминания изображений. В этом испытании, память пациентов эпизодически показало улучшение на 37 процентов от базовых результатов.

Во втором тесте участникам показали очень характерное фотографическое изображение, за которым последовала небольшая задержка, и попросили идентифицировать первую фотографию из четырех или пяти других на экране. Испытания памяти были повторены с различными изображениями, в то время как нейронные модели были записаны в процессе тестирования для идентификации и доставки кодов правильного ответа.

После еще одной более длительной задержки команда Хэмпсона показала участникам наборы из трех фотографий одновременно с оригинальными и новыми фотографиями, включенными в наборы, и попросила пациентов идентифицировать оригинальные фотографии, которые были замечены до 75 минут назад. При стимуляции с помощью кодов правильного ответа участники исследования показали 35-процентное улучшение памяти по сравнению с базовым уровнем.

Настоящее исследование построено на более чем 20-летнем доклиническом исследовании кодов памяти под руководством Сэма Дэдвайлера, доктора философии, профессора физиологии и фармакологии в Wake Forest Baptist, а также Хэмпсона, Бергера и Сонга. В доклинической работе применялся тот же тип стимуляции для восстановления и облегчения памяти в моделях животных с использованием системы MIMO, которая была разработана в USC.

Исследование финансировалось агентством перспективных исследований в области обороны США (DARPA).