С чипом в голове. Станет ли установка нейроимплантов массовой?

2022-7-27 14:26

Технология изначально задумывалась, чтобы помочь обездвиженным пациентам. Но не исключено, что она поможет сохранять и усиливать функции мозга у здоровых людей. Проще говоря, сделает их умнее или сообразительнее.

Нью-йоркский стартап Synchron вживил в головной мозг американца, страдающего от бокового амиотрофического склероза, нейроимплант. Теперь есть надежда, что человек, который потерял способность двигаться и говорить, сможет хотя бы пользоваться электронными устройствами. Пресса полна восторгов: «В США человеку впервые установили нейрокомпьютерный интерфейс». При этом подчеркивается, что стартап опередил своего главного конкурента — компанию Neuralink Илона Маска.Aif.ru разбирался, что сенсационного в этой новости и занимаются ли чем-то подобным в России. Не через череп, а через венуКомпания Synchron ранее уже вживляла нейрочипы людям, только делала это в Австралии, где действует менее строгая политика в отношении таких процедур. Устройства были установлены четырем парализованным пациентам, после чего они смогли силой мысли отправлять сообщения в мессенджере WhatsApp и совершать онлайн-покупки. Один из них, 62-летний Филипп О Киф, даже начал вести блог с помощью имплантированного в его мозг устройства — набора электродов на стенте, установленного через яремную вену.Побочных эффектов у пациентов замечено не было, но компании потребовалось несколько лет, чтобы получить разрешение на такую же процедуру в США. Наконец, оно было получено, и врачи из медицинского центра Mount Sinai West в Нью-Йорке провели операцию пациенту, страдающему боковым амиотрофическим склерозом (болезнью Стивена Хокинга). Они сделали надрез на его шее и ввели в яремную вену миниатюрное устройство длиной в 1,5 дюйма. Процедура заняла всего несколько минут. После этого имплант с нейроинтерфейсом был активирован и подключен к компьютеру. Теперь человек, не способный двигаться и говорить, сможет управлять веб-браузером и переписываться по электронной почте. Как сообщает информагентство Bloomberg, он уже вернулся домой после двух суток пребывания в стационаре.«Американская пресса пишет, что в США человеку впервые установили нейроимплант с нейрокомпьютерным интерфейсом (BCI — Brain-Computer Interface), но на самом деле в их стране первые устройства для BCI были введены в моторную кору мозга пациента еще в 1999 году, — говорит психофизиолог, завлабораторией нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов биологического факультета МГУ, доктор биологических наук Александр Каплан. — С тех пор это делалось много раз в США и других странах, но во всех случаях требовалось серьезное хирургическое вмешательство с открыванием черепа и сопряженными с этим рисками.Операция, разработанная несколько лет назад австралийскими учеными, стала революционным шагом в этих технологиях: имплант подводится к моторной коре головного мозга не снаружи, через череп, а через вену, начало которой расположено у основания шеи и которая далее идет в мозг. Примерно так же делается стентирование сосудов сердца, поэтому устройство назвали похоже — Stentrode. И оно уже было введено четырем пациентам в Австралии.Благодаря BCI данные от импланта (а по сути, от моторной коры мозга) расшифровываются и передаются, например, манипулятору или другим сервисным устройствам. В итоге пациент с тяжелыми нарушениями двигательной системы получает возможность управлять внешними исполнительными устройствами одними мысленными усилиями. И это без проведения нейрохирургической операции! Такая технология облегчит жизнь миллионам людей с частичной или полной парализацией тела, а введение имплантов в мозг будет осуществляться практически в амбулаторных условиях». В поисках суперспособностейРеволюционность технологии Synchron именно в ее простоте и скорости исполнения процедуры. Для здравоохранения это может быть прорывом. Для сравнения, компания Илона Маска Neuralink, которую часто упоминают в связи с темой нейрокомпьютерных интерфейсов, разрабатывает более сложную технологию. Ее имплант меньше по размерам, но более мощный. При этом доставлять его в мозг планируется через вскрытие черепа пациента, а процедуру должен проводить робот.В декабре прошлого года Илон Маск пообещал, что в 2022-м начнет испытания своего нейроинтерфейса на людях, но пока таких сообщений не поступало. А планы его амбициозны. Эпатажный бизнесмен любит рассуждать на тему искусственного интеллекта и тех угроз, которые он несет человечеству. Чтобы не проиграть конкуренцию рукотворному разуму, Маск предлагает разработать нейрокомпьютерный интерфейс, который даст людям суперспособности и, возможно, преимущества перед ИИ.«Мы не можем быть умнее суперкомпьютера, а если не можешь что-то победить — присоединись к нему, — рассуждал он в одном из интервью. — Скоро подавляющая часть нашей разумности станет цифровой. Это такая же разница, как между корой головного мозга и периферийной нервной системой, которая не обладает ни сознанием, ни пониманием того, что вытворяет наш мозг. Она просто устает, голодает, сердится и приказывает мозгу что-то с этим сделать. Нейроинтерфейс поможет человеку взять под контроль собственный разум и извлечь из него максимальную пользу».То есть речь идет не только о том, чтобы дать возможность обездвиженным пациентам управлять смартфоном и компьютером силой мысли. По задумке миллиардера нейроустройства будущего должны сохранять и усиливать функции мозга у здоровых людей (проще говоря, делать их умнее или сообразительнее), следить за уровнем гормонов и использовать их на благо организма. Еще они позволят, например, слушать музыку не ушами, а головным мозгом напрямую. В далекой перспективе, считает Маск, люди смогут общаться друг с другом телепатически — это и есть суперспособности. Но, разумеется, обладать ими будут только те, кто установит в своей черепной коробке чип от Neuralink. Не будем забывать, что Илон Маск прежде всего бизнесмен. Видеть без помощи глазНо вернемся к тем, ради кого изначально и задумывалась технология BCI — людям, лишенным возможности двигаться и говорить. На самом деле, чтобы помочь таким тяжелым пациентам, вовсе не обязательно помещать в их головной мозг импланты. Есть технологии и попроще, причем их разрабатывают в нашей стране.«Чтобы дать возможность парализованному человеку общаться с внешним миром, нет никакой необходимости вводить ему в мозг электроды. Достаточно регистрировать ЭЭГ, разместив на его голове датчики или даже просто движения глаз — и человек будет активно коммуницировать — например, перемещая курсор на экране компьютера. Подобные программы уже успешно действуют, в том числе в России — это проект "Нейрочат”», — рассказывает научный руководитель Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН по направлению нейрофизиологии, доктор биологических наук Павел Балабан. — А вводить имплант через сосуды, если на то пошло, абсолютно неэффективно, так как в этом случае нет прямого контакта с нервной тканью. Эффективны только инвазивные импланты, которые вводятся в нужные области мозга через отверстие в черепе и которые можно подзаряжать через кожу. Такие разработки только начинаются, и в России они тоже есть — например, проект "Элвис” (ELVIS). Эта технология может не только обеспечить возможность управлять внешними устройствами через активность мозга, но и сообщать человеку информацию о внешнем мире, когда у него нарушено зрение. Физиологическая основа для таких проектов уже изучена. Дело за разработкой медицинских технологий, а это требует очень больших финансовых вложений». Полгода назад в НИИ медицинской приматологии в Сочи была проведена хирургическая операция по установке российского нейроимпланта «Элвис» обезьяне. Тестирование на животных является последним этапом доклинических испытаний технологии, которая позволит вернуть зрение незрячим и слепоглухим людям. В ближайшие два года ученые установят микрочипы десяткам приматов и проведут серию поведенческих экспериментов, чтобы узнать, насколько хорошо животные видят с помощью электронного зрения. Суть технологии в том, что микрокомпьютер анализирует изображение с камер, закрепленных на обруче на голове, выделяет контуры важных объектов и посылает обработанные кадры прямо в мозг, на имплант. Так можно напрямую, без помощи глаз, передавать сигнал в ту зону коры, которая отвечает за зрение. Это позволит пациентам, имеющим поражение сетчатки, патологию зрительного нерва или другие тяжелые нарушения зрения, различать силуэты предметов и людей, понимать, где что находится. В 2024 году российские исследователи перейдут к установке импланта первым незрячим добровольцам (уже получено огромное количество заявок на участие), а с 2027 года, как они рассчитывают, операция по установке нейрочипа станет широко доступна и войдет в медицинскую практику.И кто скажет, что зрение для слепого человека — это не суперспособность?

Подробнее читайте на ...

мозг мозга пациентам человеку имплант людям маск сша

Собраться с мыслями. Как увеличить активность мозга и что ухудшает память

«Когда мы отвлекаемся на эсэмэску, полноценное возвращение к выполняемой задаче занимает от 5 до 20 минут». aif.ru »

2024-05-30 01:06

Муравьи могут уменьшать и снова отращивать мозг

Биологи обнаружили удивительных муравьёв, способных менять размер собственного мозга в зависимости от выполняемых задач. Подобное управление собственной анатомией впервые наблюдаются у насекомых и вообще беспозвоночных. vesti.ru »

2021-04-16 14:42

Фото: aif.ru

Докопаться до мозга. Какие убеждения о нем ошибочны?

Мозг — одна из самых загадочных структур в организме человека. Благодаря ему человек дышит, ходит, думает. Именно мозг посылает сигналы во все системы организма, чтобы они выполняли те или иные задачи. aif.ru »

2020-07-22 00:12

Фото: aif.ru

Мозг в витаминах. Стоит ли «подпитывать» его дополнительно?

Сегодня стремление людей постоянно «подпитывать» мозг теми или иными веществами, чтобы улучшить его работу, постоянно растет. И в ход идет практически все, что возможно из аптек. Вот только нужно ли это мозгу? aif.ru »

2020-05-04 00:10

Фото: aif.ru

Держим в уме. 12 простых способов остановить деградацию мозга

Если неправильно эксплуатировать мозг, то заболеешь. Но есть способы поддержать функцию мозга как можно дольше. aif.ru »

2020-02-08 00:09

Фото: aif.ru

Смерть с холодным расчётом. Каковы шансы замороженных людей на оживление?

«Первого замороженного человека могут воскресить уже через 50 лет. Всё зависит от появления необходимых технологий», — утверждает председатель совета директоров российской криокомпании «Криорус», футуролог Данила Медведев. aif.ru »

2020-02-03 00:05

Занятия йогой полезны для мозга

Ученые на протяжении десятилетий знали, что аэробные упражнения укрепляют мозг и способствуют росту новых нейронов, но лишь немногие исследования изучали, как йога влияет на мозг. Обзор науки находит доказательства того, что йога усиливает многие из тех же структур и функций мозга, для которых полезны аэробные упражнения. kapital-rus.ru »

2019-12-12 20:06

Только ли ваш мозг несет ответственность за состояние стресса?

В то время как часто считается, что стресс происходит из мозга, недавнее исследование в биологии и философии доктора Джованны Коломбетти и Эдер Завале из университета Эксетера утверждает, что эмоции, в частности, стресс, депрессия и тревога, могут не только исходит из мозга, но могут иметь сложные источники, которые охватывают все тело.

Когда пытаются понять, откуда берутся эмоции, ученые делятся на два лагеря, как отмечают Коломбетти и Завале. Одни утверждают, что эмоции полностью происходят из мозга. Другие заявляют, что тело тоже играет заметную роль в эмоциях, но мозг направляет его работу. Обе эти точки зрения могут быть ограничены.

Авторы говорят, что «существует сложное взаимодействие между мозгом и эндокринной системой, иммунной системой, кишечной нервной системой и даже микробиотой кишечника».

«Мы утверждаем, что из-за этих сложных взаимодействий мозг-тело мозг не может быть изолирован и идентифицирован как основа стресса», - подчеркивают авторы работы.

Конечно, есть доказательства того, что некоторые эмоции происходят из мозга. Известно, что стимуляция определенных областей мозга вызывают печаль или смех, в то время как другие области способны приглушать эмоциональную реакцию.

Но говорить, что такая эмоция, как стресс, исходит исключительно от мозга, было бы неверно.

Когда ваше тело находится в состоянии стресса, включается вся ось гипоталамус-гипофиз-надпочечник (HPA), которая состоит из вашего гипоталамуса в головном мозге, гипофиза за носом и надпочечников над каждой почкой. Гормоны и адреналин обмениваются и путешествуют по всему организму.

Это показывает, что организм участвует в реакции на стресс - но как измерить все стрессы?

Авторы утверждают, что, пожалуй, никак. Никто не может учесть все стрессы. Другими словами, стресс вызывает сложную реакцию во всем организме.

Например, глюкокортикоиды, гормоны, которые помогают регулировать глюкозу, естественным образом колеблются вверх и вниз каждый час. Кроме того, они также колеблются в течение дня, достигая максимума непосредственно перед пробуждением. Стрессоры влияют на организм больше, если их применять, когда глюкокортикоиды растут.

Кишечная микробиота также играет роль при стрессе. Было показано, что пробиотики помогают снизить уровень кортизола в стрессовых ситуациях. Кроме того, хронический стресс приводит к гормонам стресса, которые могут реально изменить структуру мозга.

Точно такая же двусторонняя связь между мозгом и телом присутствует при депрессии и тревоге. Поэтому, понимание того, откуда возникают стресс, депрессия и тревога, и как они влияют на весь мозг и тело, особенно важно для диагностики и лечения хронических больных, пишет Forbes.

«Обычно телесные изменения считаются вторичными или вспомогательными для мозга», - утверждают авторы. «Понимание того, что мозг и тело действуют совместно, должно привести к более серьезному восприятию тела, чем это часто случается в аффективной науке».

kapital-rus.ru »

2019-10-29 18:54

Фото: echo.msk.ru

N + 1, Мозг матерей оказался моложе мозга нерожавших женщин

В течение беременности организм женщины адаптируется под потребности плода — в том числе экономит на работе мозга. В этот период и у человека, и у других млекопитающих обнаруживается приторможенный нейрогенез и снижение объема мозга... echo.msk.ru »

2019-10-18 11:56

Органоиды мозга, выращенные в лаборатории, показывают нейронную активность

Капли мозга размером с горошину начали проявлять признаки нервной активности, сходные с таковыми у недоношенных детей. Команда исследователей из университета Сан-Диего, США говорит, что это "беспрецедентный" уровень мозговых волн, наблюдаемый в лабораторных условиях.

"Никогда в истории науки никто не показывал, что клетки мозга запускаются и соединяются так, как мы видели с нашими органоидами. Таким образом, не было прецедентов для сравнения", - сказал ведущий автор работы Алиссон Муотри.

"Я был очень скептичен, когда увидел результаты. Как и многие неврологи, у меня было неверное предположение, что искусственно созданный органоид человеческого мозга никогда не достигнет такого уровня сложности. Это главным образом потому, что органоиды мозга не имеют всех типов клеток".

"Органоиды имеют ~ 1 миллион нейронов и настоящий мозг на несколько миллиардов, поэтому их размер значительно меньше", - добавил Муотри.

"Мы разработали новый протокол органоидов головного мозга, в котором нейроны могут динамически соединяться с течением времени, образуя сеть, которая гораздо более зрелая и активная, чем все, что ранее сообщалось наукой. Мало того, поскольку активность настолько высока, мы начинаем обнаруживать колебательные волны мозга аналогично тем, которые измеряются ЭЭГ ".

Органоиды мозга производили от 3000 до 300 000 электрических импульсов в минуту. Эти волны активности являются необходимыми предвестниками для мозга, чтобы обрабатывать сложную информацию и контролировать действия, поведение и многое другое. Чтобы достичь такого результата, команда подтолкнула человеческие стволовые клетки к росту в ткани коры головного мозга и способствовала их культуре, имитирующей развивающийся мозг.

Когда органоиды начали расти, команда записала все электрические схемы, демонстрируя постоянное увеличение активности в течение месяцев, включая спонтанное формирование сети. Затем команда использовала алгоритм машинного обучения, чтобы сравнить нейронную активность органоидов с 39 недоношенными детьми в возрасте от 6 до 9,5 месяцев.

"Мы разработали алгоритм машинного обучения, который может точно определять возраст субъекта на основе особенностей ЭЭГ. Эта машина была обучена на реальных данных и может отличать ЭЭГ от недоношенных детей после 25-38 недель после зачатия", - добавил Муотри.

"Затем мы наполняем машину сопоставимыми данными, поступающими от нашего органоида мозга in vitro, в разные недели. Машина сильно путается с данными органоидов и больше не может отличить реальные данные ЭЭГ, поступающие из человеческого мозга, от данных, поступающих из органоиды".

Прежде всего, их работа показывает, что появление этих сложных сетей и колебательных волн мозга генетически запрограммировано.

"Это не зависит от сигналов, исходящих из окружающей среды в утробе матери. Кроме того, одна только кора может это делать, и нам не нужны все области мозга, связанные с ними, чтобы появиться", - сказал Муотри. "Во-вторых, когда мы получим модели, которые похожи на человеческий мозг, появятся более этические вопросы. Наша работа должна переосмыслить этические дискуссии в этой области. Пока у нас нет никаких доказательств «познания»,«сознания» или «осознавая себя» на этих органоидах мозга, мы должны обсудить, как его измерить и что делать, если он положительный".

На данный момент, эти органоиды мозга не показывают никаких признаков сознания. Однако определение того, когда органоид превзошел эту черту, само по себе является затруднительным, особенно когда у нас нет определенного способа измерения сознания у взрослых или людей.

Цель данного исследования - исследовать истоки человеческого мозга, а не заменить его. Эта работа может помочь в исследовании болезней головного мозга, которые поражают миллионы людей во всем мире, но в настоящее время им не хватает существующей модели на животных, пишет IFLScience.

kapital-rus.ru »

2019-08-29 22:43

Исследователи обнаружили новый метод доставки лекарств в мозг

Исследователи из Медицинского центра Университета Рочестера (URMC) обнаружили потенциально новый подход к более эффективному использованию терапевтических средств для мозга. Исследование может иметь положительные последствия для лечения широкого спектра заболеваний, включая болезни Альцгеймера, Паркинсона, БАС и рак мозга, пишет ScienceDaily.

«Улучшение доставки лекарств в центральную нервную систему представляет собой серьезную клиническую проблему», - сказал Майкен Недергард, доктор медицинских наук, со-директор Центра трансляционной нейромедицины Университета Рочестера и автор статьи, которая выходит в журнале JCI Insight . «Результаты этого исследования показывают, что система удаления отходов головного мозга может быть использована для быстрого и эффективного транспорта лекарств в мозг».

Многие перспективные методы лечения заболеваний центральной нервной системы потерпели неудачу в клинических испытаниях из-за трудности доставки достаточного количества лекарств в мозг, чтобы быть эффективными. Это связано с тем, что мозг поддерживает собственную замкнутую среду, которая защищена сложной системой молекулярных шлюзов, называемой гематоэнцефалическим барьером, которая жестко контролирует то, что может входить и выходить из мозга.

Важным примером этой проблемы является попытка использовать антитела для лечения нарастания бета-бляшек амилоида, которые накапливаются в мозгу людей с болезнью Альцгеймера. Поскольку антитела обычно вводят внутривенно, входу этих больших белков в мозг препятствует гематоэнцефалический барьер, и, как результат, считается, что только два процента фактически входят в орган.

Новое исследование использовало силу глифной системы - уникального процесса удаления отходов в мозге. Она состоит из системы водопровода, которая контактирует с кровеносными сосудами мозга и насосами мозговой спинной жидкости (CSF) через ткань мозга, смывая отходы. Исследования доктора Недергарда, который первый обнаружил данную систему в 2012 году, также показали, что глифная система работает прежде всего во время сна, и может быть ключевым игроком в таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера. Она нарушается после травматической черепно-мозговой травмы.

В своей работе исследователи использовали механику глифной системы для доставки лекарств глубоко в мозг. В экспериментах, которые проводились на мышах, исследователи вводили антитела непосредственно в CSF. Затем они вводили животным гипертонический солевой раствор, часто применяемый для снижения внутричерепного давления у пациентов с травмами головного мозга. Солевой раствор запускает ионный дисбаланс, который выталкивает CSF из мозга. Когда это происходит, новый CSF, полученный глифной системой, течет, чтобы занять свое место, перенося антитела с ним в ткань мозга. Исследователи разработали новую систему визуализации, настроив макроскоп на неинвазивное наблюдение за пролиферацией антител в мозг животных.

Ученые полагают, что этот метод может быть использован не только для доставки в мозг больших белков, таких как антитела, но также и небольших молекул и вирусов, используемых для генной терапии.

kapital-rus.ru »

2018-10-19 23:32

Углеводы и жиры, любимая комбинация в продуктах для нашего мозга

Почему некоторые из нас склонны переедать определенные продукты, даже если мы не голодны? Исследователи из Йельского университета показали, как комбинация углеводов и жиров может включить систему вознаграждения мозга, пишет Medical Daily.

В исследовании принимали участие 206 взрослых, которым были показаны фотографии закусок, содержащих главным образом жир, в основном сахар, и комбинацию жира и углеводов. Их попросили оценить, сколько калорий находилось в продуктах питания, а также выяснить, сколько они будут платить за это. Ученые обнаружили, что продукты, содержащие как жиры, так и углеводы, включали нейронные цепи в центре вознаграждения мозга больше, чем любой другой вариант пищи. Участники также были готовы заплатить больше денег за продукты с комбинацией жиров и углеводов по сравнению с продуктами, содержащими только жиры или только углеводы.

Авторы исследования объясняют, почему наш мозг работает таким образом. Наши предки в основном ели естественные источники пищи и не потребляли закуски, сочетающие жиры и углеводы. Но сегодня наши современные меню предлагают варианты от пиццы и пончиков до других обработанных продуктов. Поскольку эти продукты существуют не слишком долго, мозг человека, возможно, не развился, чтобы справиться с реакцией, которую они вызывают. Эти результаты могут помочь специалистам понять, как система вознаграждения способствует увеличению веса, способствуя перееданию, даже если человек не голоден.

kapital-rus.ru »

2018-06-15 14:37

Японские ученые вырастили мозг в лаборатории

Команда исследователей из Японии сумела воссоздать крошечную часть человеческого мозга, по частям, с большей точностью, чем когда-либо прежде. Это может стать первым шагом к созданию мозга в лаборатории, пишет Daily Mail.

Исследователи из Токийского университета изучили, как ведут себя нейроны, и обнаружили, что их можно обучить тому, чтобы они соединялись друг с другом, используя «синтетический нейрон-адгезивный материал», что они называют своими микроскопическими пластинами. Когда команда соединила два из этих искусственных нейронных лесов, они обнаружили, что они могут передавать электрические сигналы между ними.

Существует ряд практических причин, по которым ученые надеются реализовать свои амбиции по созданию полностью функционального искусственного мозга, и это открытие - это маленький шаг к этой цели. Выращенный в лаборатории мозг может позволить лучше понять ряд неврологических и дегенеративных расстройств, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона.

kapital-rus.ru »

2018-05-23 14:20

Головной мозг успешно прожил без тела 36 часов

Нейробиологи из Йельского университета нашли способ сохранять активность мозга за пределами тела более суток, сообщает MIT Technology Review. Мозг свиньи удалось продержать за пределами тела с помощью замкнутой системы жизнеобеспечения, включающей в себя физрастворы и устройства — источники электрических импульсов. life.ru »

2018-04-26 11:17

Ученые: мозг трансгендеров отличается от мозга обычных людей

БРАЗИЛИА, 16 марта, ФедералПресс. Бразильские медики опубликовали исследование, согласно результатам которого мозг трансгендеров отличается от мозга обычных мужчин и женщин. fedpress.ru »

2018-03-16 10:51

Фото: abnews.ru

Недостаток сна замедляет работу мозга – ученые

Недостаток сна замедляет скорость реакции нейронов, а также уменьшает производительность человеческого мозга. Это следует из работы ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе, размещенной в журнале Nature Communications. abnews.ru »

2017-11-07 17:32

Ученые назвали отличие мозга человека от неандертальца

Палеонтологи выяснили, что мозг детей неандертальцев долгое время продолжал увеличиваться, что совершенно не характерно для современных людей, пишет журнал Science. Как заявил Антонио Розас из Национального музея науки Испании в Мадриде, группа исследователей задалась вопросом, росли ли одинаково люди и неандертальцы, передает РИА «Новости». vz.ru »

2017-09-22 13:44