Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • mmif-2019
  • biokhaking
  • techweek

Прототип живого интерфейса мозг-компьютер

Ученые из Института Вейцмана создали искусственную нервную сеть
Евгений Биргер, NanoNewsNet

Известны результаты по подсоединению мозга напрямую к компьютерам посредством металлических электродов в надежде получить информацию о том, что происходит внутри мозга и использовать полученные данные измерений в лечении слепоты и эпилепсии. В будущем интерфейс между мозгом и искусственной системой может быть построен на нервных клетках, специально выращенных для этой цели.

Группа израильских ученых из Вейцмановского института научных исследований (Weizmann institute of science) во главе с профессором Элишей Мозесом (Elisha Moses) сделала первый шаг в этом направлении, искусственно создав цепи и логические вентили из живых нервов, выращенных в лаборатории. Результаты опубликованы в журнале Nature Physics (Ofer Feinerman, Assaf Rotem, Elisha Moses. Reliable neuronal logic devices from patterned hippocampal cultures, – Nature Physics 4, 967 – 973, 2008, doi: 10.1038/nphys1099, Article).

Нейроны (нервные клетки мозга), выращенные в биологической культуре, не формируют «думающую» нервную сеть. Израильские ученые поставили задачу создания такой физической структуры нервной сети, которая была бы приближена к естественной, которая существует в мозге. Для упрощения задачи на первом этапе, они вырастили одномерную модель сети в специально изготовленной канавке в стеклянной подложке. Исследователи установили, что эти нервы могут быть возбуждены магнитным полем (все предыдущие результаты в этом направлении показывали, что нервы могут быть возбуждены только электрическим сигналом).

Экспериментируя далее с линейным контуром, группа обнаружила, что вариации толщины нервного волокна влияют на прохождение сигнала. Нервные клетки в мозге соединены с огромным количеством других клеток посредством аксонов (длинных и тонких отростков) и они должны получить определенное минимальное количество входящих сигналов для того, чтобы распознать источник и выработать ответный сигнал. Исследователи определили пороговую толщину нерва, которая обеспечивает рост примерно 100 аксонов. Ниже этого числа аксонов ответный сигнал был проблематичен, а наличие буквально нескольких отростков больше 100 значительно увеличивало вероятность прохождения ответного сигнала.

Далее ученые взяли две ленты по 100 аксонов каждая и создали логический вентиль по подобию такового, используемого в электронных компьютерах. Оба эти «провода» были соединены с небольшим количеством нервных клеток.

Когда клетки получали сигнал через один из «нервных проводов», ответный сигнал был неопределенен. В то же время, на сигнал, посланный через оба «провода», поступал мгновенный и ясно выраженный ответный сигнал. Такой логический вентиль известен как И-вентиль.

В последующем эксперименте группа построила структуры с нейронными лентами, собранными в такой последовательности, чтобы аксоны могли посылать и пропускать сигналы только в одном направлении. Несколько таких контуров были затем объединены с тем, чтобы сформировать замкнутый контур на манер петли. При этом наблюдалась регулярная передача сигнала по замкнутому контуру, по типу биологических часов или электрокардиостимулятора.

Полученные результаты трудно переоценить как по важности, так и по возможностям, которые они открывают.

С деталями работы можно ознакомиться на веб-странице лаборатории Э.Мозеса

Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
02.02.2009

Читать статьи по темам:

интерфейс мозг-компьютер нейроны Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Увидеть мысли: подробности

Фантастический опыт японских учёных открывает дорогу к распознаванию в мозге человека и тех изображений, которые он никогда не видел наяву – снов или воображаемых миров. Только представьте работу художника или дизайнера, который просто сидит в кресле и, закрыв глаза, придумывает образы, которые тут же появляются на экране компьютера.

читать

Увидеть мысли

Людям, участвовавшим в эксперименте, показывали черно-белое изображение геометрических фигур и слова. Затем информацию, получаемую при сканировании деятельности отдела головного мозга, который отвечает за зрение, анализировал компьютер и выводил на экран полученное изображение.

читать

Инвалидная коляска – телепат

Электроды, расположенные на специальной шапочке, соединенной с креслом, считывают электрическую активность нейронов мозга и, благодаря разработанному устройству и процессору, переводят эти импульсы в команды для инвалидной коляски.

читать

Интерфейс мозг-компьютер позволил парализованному американцу произносить звуки

Имплантированный в центр речи электрод через компьютерный преобразователь подключили к звуковому синтезатору. Благодаря этому пациент получил возможность внятно произносить три гласных звука. В планах исследователей – добиться произнесения отдельных слов, а в дальнейшем и целых фраз.

читать

Нейропротез позволил обезьяне управлять парализованной рукой

Опыт открывает заманчивые перспективы для парализованных пациентов с повреждениями позвоночного столба.

читать