На крысах опробовали протез памяти
Ученые разработали первый "протез памяти" - имплантированное в мозг устройство, позволившее восстановить утерянную способность крыс запоминать свои же действия.
Животных вначале обучали выполнять следующую задачу. В клетке было два рычага и для получения еды крысы должны были нажать один рычажок, потом выждать паузу и нажать на другой. После того, как крыса поняла суть задачи, ей остается только одно: помнить какой рычаг уже нажат, а какой - еще нет.
Нейрофизиолог Сэмуэль Дедвайлер (Samuel Deadwyler) и его коллеги имплантировали в мозг животных чип, оснащенный двумя группами электродов. Одна группа электродов была соединена с нервными клетками в одной части гиппокампа - поле CA1 , а другая - с нейронами другой части гиппокампа - CA3. Гиппокамп - очень важная область мозга, выполняющая множество функций. В том числе он участвует в формировании памяти.
Примечателен гиппокамп и четкой архитектоникой связей (что является немаловажной причиной пристального к нему внимания). Нейроны из поля CA1 получают входные сигналы из CA3 и задачей чипа был анализ этих сигналов. Чип анализировал картину активности нервных клеток, которая предшествовала правильному ответу в задаче.
Во время отдыха животных ученые активировали чип так, чтобы он посылал в мозг такие же сигналы, которые раньше приводили к успешному решению задачи. После такой стимуляции животные стали лучше проходить тесты. Они делали меньше ошибок и могли помнить, какой рычажок был нажат, в течении большего промежутка времени.
Но не это самое интересное в проделанной работе. На втором этапе крысам вводилось вещество, блокирующее передачу сигналов между нейронами CA1 и CA3. При этом животные теряли способность запоминать, какой рычаг уже был нажат, а какой - еще нет. Но эта способность возвращалась к ним, когда ученые включали чип, который имитировал ту картину активности, которая наблюдалась при успешном решении задачи до этого.
Собственно, основная содержательная часть работы заключалась именно в производстве чипа, который анализировал активность во время успешного выполнения задачи и затем имитировал ее. Имитация эта была существенно сложнее, чем просто "проигрывание" нужных сигналов. Чип построил грубую модель соответствия между входными и выходными сигналами. Затем, когда естественная нервная активность была заблокирована, этой модели оказалось достаточно для того, чтобы вернуть крысам способность запоминать.
Всего на чипе было 16 входных и 16 выходных электродов, что, конечно, на порядки меньше реального количества нервных связей. Поэтому работа памяти в целом осталась до конца не понятна.
Животных вначале обучали выполнять следующую задачу. В клетке было два рычага и для получения еды крысы должны были нажать один рычажок, потом выждать паузу и нажать на другой. После того, как крыса поняла суть задачи, ей остается только одно: помнить какой рычаг уже нажат, а какой - еще нет.
Нейрофизиолог Сэмуэль Дедвайлер (Samuel Deadwyler) и его коллеги имплантировали в мозг животных чип, оснащенный двумя группами электродов. Одна группа электродов была соединена с нервными клетками в одной части гиппокампа - поле CA1 , а другая - с нейронами другой части гиппокампа - CA3. Гиппокамп - очень важная область мозга, выполняющая множество функций. В том числе он участвует в формировании памяти.
Примечателен гиппокамп и четкой архитектоникой связей (что является немаловажной причиной пристального к нему внимания). Нейроны из поля CA1 получают входные сигналы из CA3 и задачей чипа был анализ этих сигналов. Чип анализировал картину активности нервных клеток, которая предшествовала правильному ответу в задаче.
Во время отдыха животных ученые активировали чип так, чтобы он посылал в мозг такие же сигналы, которые раньше приводили к успешному решению задачи. После такой стимуляции животные стали лучше проходить тесты. Они делали меньше ошибок и могли помнить, какой рычажок был нажат, в течении большего промежутка времени.
Но не это самое интересное в проделанной работе. На втором этапе крысам вводилось вещество, блокирующее передачу сигналов между нейронами CA1 и CA3. При этом животные теряли способность запоминать, какой рычаг уже был нажат, а какой - еще нет. Но эта способность возвращалась к ним, когда ученые включали чип, который имитировал ту картину активности, которая наблюдалась при успешном решении задачи до этого.
Собственно, основная содержательная часть работы заключалась именно в производстве чипа, который анализировал активность во время успешного выполнения задачи и затем имитировал ее. Имитация эта была существенно сложнее, чем просто "проигрывание" нужных сигналов. Чип построил грубую модель соответствия между входными и выходными сигналами. Затем, когда естественная нервная активность была заблокирована, этой модели оказалось достаточно для того, чтобы вернуть крысам способность запоминать.
Всего на чипе было 16 входных и 16 выходных электродов, что, конечно, на порядки меньше реального количества нервных связей. Поэтому работа памяти в целом осталась до конца не понятна.
Ещё новости по теме:
18:20