Имплантируемый чип-микроскоп позволит увидеть обработку информации мозгом

Исследователи из Университета Райса разработали прототип имплантируемого в мозг чипа-микроскопа, который позволяет с высоким разрешением считывать сигналы с нейронов коры мозга, отвечающих за зрение. Чип был создан в рамках программы DARPA по изучению процессов обработки речи, зрения и слуха. Одной из конечных целей проекта является создание зрительных протезов, которые будут посылать визуальную информацию напрямую в мозг. Об этом сообщает сайт университета.

Нейроинтерфейсами называют устройства, позволяющую напрямую передавать сигналы между мозгом и компьютером. Как правило, такие интерфейсы реализуют одностороннюю связь и позволяют компьютеру считывать сигналы нейронов мозга. Нередко такой тип связи используется в разработках протезов, к примеру, для управления пальцами протеза «силой мысли». Но обратная связь типа «компьютер-мозг» представляет собой гораздо более сложную задачу.

Проект американских ученых является частью недавно объявленной инициативы агентства DARPA по созданию нейроинтерфесов высокого разрешения, то есть позволяющий обрабатывать сигналы большого количества нейронов с высокой точностью. Одна из долгосрочных целей программы — создание устройств, которые позволят вернуть людям зрение или слух, посылая сигналы с электронных сенсоров напрямую в области мозга, занимающиеся обработкой соответствующих данных.

Исследователи создали небольшой чип-микроскоп под названием FlatScope, умещающийся на кончике пальца и достаточно тонкий, чтобы, находясь между корой мозга и черепом, не оказывать давление на мозг. Для того, чтобы микроскоп мог считывать сигналы с нейронов, их необходимо визуализировать. Для этого ученые собираются модифицировать клетки нейронов с помощью специальных белков, испускающих фотоны при прохождении электрического импульса.

Микроскоп может снимать трехмерные изображения. Разработчики надеются, что он сможет «проникать» вглубь коры головного мозга примерно на 500 микрометров. Предполагается, что на такой глубине происходит большая часть обработки визуальной информации. Пока представленный чип является лишь прототипом, который сможет снимать сигналы с мозга, но ученые надеются, что полученные с помощью него данные смогут помочь в понимании механизмов обработки аудиовизуальной информации человеком, что в свою очередь позволит посылать компьютерные визуальные образы напрямую в мозг.

Нейроинтерфейсы для разных применений активно разрабатываются и другими учеными. В начале 2017 года ученые разработали систему, которая позволяет общаться людям с синдромом запертого человека, которые не могут общаться с внешним миром из-за полного паралича мышц. Пока такая система позволяет только отвечать «да» или «нет» на заданные вопросы. Другая компания занимается разработкой нейрофинтерфейсов, которые позволят улучшить обучение пилотов.

Григорий Копиев