Техно

Тайны «второй вселенной»: новейшие эксперименты с мозгом

С помощью мозга восстановили воспоминания, улучшили когнитивные способности, отключили боль и научились читать чужие мысли

Фото: qrate.com

Мозг - одна из самых интересных зон для исследований, ведь он контролирует большинство процессов в организме человека, отвечая, как уже давно выяснилось, не только за мыслительную деятельность. Не зря же его называют "второй вселенной". Причем с каждым днем мозг преподносит ученым все больше сюрпризов, вдохновляя на новые эксперименты. Ведь чем лучше удастся его изучить, тем скорее люди научатся им управлять, корректируя и восстанавливая силой ума работу большинства органов. Параллельно развиваются технологии управления с помощью мысли компьютерами и протезами. "ДС" собрала самые интересные открытия в сфере мозга, сделанные за последний месяц.

На днях нейробиологии из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе опубликовали в научном журнале eNow новое исследование, которое  предполагает возможность восстановления утерянных воспоминаний. Это позволит лечить болезнь Альцгеймера на ранних стадиях. До сих пор считалось, что воспоминания хранятся не в синапсах - связях между нейронами. Болезнь Альцгеймера сопровождается накоплением белковых образований в головном мозге, что ведет к деградации и уничтожению синапсов, а соответственно - потере памяти. Ученые из Калифорнийского университета опровергли теорию о хранении памяти в синапсах и доказали, что если просто восстановить связь между нейронами, то можно вернуть и память. Тесты показали, что ингибиторы белка, призванные нарушить функционирование синапсов, не повреждали долговременную память. Значит, воспоминания хранятся не в синапсах, а, скорее всего, в ядрах нейронов. Остается быстро и эффективно восстановить между нейронами связи, причем такие методики, по словам ученых, уже существуют и они относительно несложные.  

Исследователи проекта OpenWorm недавно доказали, что смоделированный на компьютере мозг может выполнять задачи так же, как реальный. Они подключили имитацию мозга червя к колесному роботу, который без каких-либо программ перемещался, как это обычно делает аскарида C. Elegans, руководствуясь лишь внешними раздражителями и цифровыми нейронами. Этот эксперимент внес немаловажную лепту в развитие проектов BRAIN в США и Human Brain Project в Европе, направленных на  компьютерное моделирование человеческого мозга. Конечная цель - понять, как протекают болезни, и лечить их посредством мозговых импульсов.

Нейрофизики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе проводят также немало экспериментов по изучению работы мозга в условиях виртуальной реальности. В последнее время они выяснили, что нейроны мозга, отвечающие за картографирование пространства, реагируют на виртуальную реальность не так, как на реальные условия. Эта информация представляет важность для людей, которые используют виртуальную реальность для игр, военных тренажеров, коммерческих, научных целей и пр.

Фото: playground.ru

Специалисты изучали гиппокамп, область мозга, вовлеченную в такие заболевания, как Альцгеймер, инсульт, депрессия, шизофрения, эпилепсия и ПТСР. Гиппокамп также играет важную роль в формировании новых воспоминаний и создании ментальных карт пространства. К примеру, когда человек исследует комнату, нейроны гиппокампа становятся избирательно активными, создавая "когнитивную карту" окружающего пространства.

В процессе экспериментов ученые с удивлением обнаружили, что хотя условия реальной и виртуальной среды были совершенно идентичными, гиппокамп подопытных грызунов реагировал на них совершенно по-разному. В частности, в виртуальном мире нейроны гиппокампа крыс срабатывали совершенно случайно, будто крысы не имели ни малейшего представления, где находятся. Причем и в реальной жизни, и в виртуальной реальности животные вели себя абсолютно адекватно, не выказывая ни растерянности, ни беспокойства. Также ученые выяснили, что хотя нейроны гиппокампа крыс были очень активны в реальной среде, более половины их отключилось в виртуальной.

Соответственно, виртуальная реальность оказывает глобальное влияние на мозг человека и эти механизмы необходимо изучить, чтобы использовать впоследствии во благо, избежав при негативных воздействий. Ученые считают, что погружая человека в виртуальную реальность, врачи, в частности, смогут восстанавливать поврежденную память.

Исследователи из Сент-Луиского университета в штате Миссури нашли новый способ отключения боли, который может привести к появлению лекарственных препаратов, не вызывающих привыкание. Это должно помочь людям, испытывающим хроническое ощущение дискомфорта.

Исследователям удалось блокировать путь болевой чувствительности у грызунов с хронической нейропатической болью, возникшей в результате повреждения их нервной системы. Активация рецептора типа А3 в головном и спинном мозге крысы устранила неприятные ощущения.

Существующие на сегодняшний день методы обезболивания вызывают непереносимый побочный эффект, ухудшают качество жизни и не полностью убирают боль. Новый метод не вызывает привыкание и характеризуется хорошей переносимостью в отличие от других болеутоляющих препаратов.

Канадские исследователи из университета Макгилла выявили молекулу-переключатель в мозге, с помощью которой можно "разогнать" подкорковое вещество, улучшив его способность сохранять и запоминать информацию. Избавившись от этой молекулы, они смогли увеличить продуктивность мозга. Это открытие поможет в лечении заболеваний, связанных с работой нервной системы, например, расстройств аутистического спектра и болезни Альцгеймера.

Фото: qrate.com

Предыдущие исследования показали, что выработка новых молекул является необходимым условием для хранения воспоминаний в мозге и если блокировать их выработку, то процесс формирования новых воспоминаний остановится. Результаты нынешнего эксперимента свидетельствуют о том, что в мозге находится важный белок FXR1P, который ограничивает выработку молекул, необходимых для формирования памяти. Его блокировка позволит мозгу хранить больше информации. Теперь ученые планируют найти компоненты, ответственные за способность FXR1P блокировать определенные молекулы, что позволит управлять работой мозга.

Американские нейробиологи из Калифорнийского университета в Беркли нашли способ читать мысли других людей. Результаты исследования опубликованы в научном журнале PLoS Biology. Ученые создали компьютерную программу, способную расшифровывать мозговую активность, а затем переводить ее в слова. Открытие позволит парализованным и замкнутым в себе людям общаться посредством этой системы.

Первые эксперименты были проведены на нескольких пациентах, больных эпилепсией. Каждого из них просили прочитать текст сначала вслух, а затем про себя. Проанализировав мозговую активность, ученые разработали алгоритм, который расшифровывает и визуализирует считанную информацию. Применив этот декодер к мозговой активности, наблюдаемой во время чтения про себя, специалисты смогли воссоздать несколько исходных слов. Впоследствии нейробиологи создадут устройство, с помощью которого можно читать чужие мысли.