Свързано съдържание
- Тези учени искат да разгърнат армия гъсеници, за да унищожат кокаиновите култури
Чрез стимулиране на нервната активност с електродите изследователите засилиха умствените умения на резус маймуните под въздействието на кокаин. Изображение чрез Wikimedia Commons / JM Garg
През последната година видяхме изобретяването на все по-сложни протезни крайници, уши и очи - идеи и изобретения, които някога изглеждаха толкова фантастични, че принадлежат към сферата на научната фантастика. Сега екип от учени от Университета Уейк Форест в Северна Каролина върви с една стъпка по-напред, като работи върху разработването на протеза за най-сложния орган от всички: умът.
Както беше разкрито в документ, публикуван днес в Journal of Neural Engineering, изследователите създадоха начин да манипулират нервната активност на ризусните маймуни, за да им помогнат при вземането на решения, когато техните когнитивни способности са били нарушени поради прилагането на кокаин. Учените казват, че изследванията им някой ден могат да доведат до нов начин за подпомагане на хора, които са намалили познавателната способност към заболяване или нараняване.
За да установят база за способностите на маймуните за вземане на решения, изследователите ги обучиха да изпълняват проста задача за съвпадение на компютър. Тъй като всяка от петте маймуни, използвани в проучването, гледаха на компютърен екран, на тях беше показано едно изображение на клип-арт, след което екранът се изпразни за минута-две. След това първоначалната снимка се върна, заедно с едно до седем други изображения.
В същото време положението на ръцете на маймуните върху плота пред компютъра се проследява чрез камера, която открива UV светлина, която отскочи от специален рефлектор, прикрепен към гърба на ръцете на маймуните. Положението на ръцете им, както е засечено от камерата, се цифровизира и подава в компютъра, така че когато движат ръцете си, курсор върху екрана на компютъра се движи, сякаш държат мишка.
Когато изображенията се върнаха на екрана на компютъра след празния интервал, ако маймуните преместиха курсора върху оригиналната картина, която им беше показана, те бяха възнаградени с капка сок през сито, разположено близо до устата им. В течение на няколко месеца всяка маймуна се спря на задачата и се обучи, докато не успее да избере правилното изображение от 40 до 75 процента от времето, в зависимост от броя на показаните снимки.
Въпреки че правеха съвпадението, изследователите внимателно наблюдаваха невронните модели на маймуните със записващи цилиндри, които бяха имплантирани в префронталната кора на животните, зона на мозъка, за която се знае, че е активна по време на задачите за вземане на решения. Учените открили, че едни и същи модели на неврална активност надеждно възникват в тази област винаги, когато маймуните успешно изпълняват задачата и по-рядко, когато маймуните избират грешна картина.
На следващо място, нещата станаха интересни: докато маймуните разглеждаха изображенията и отпиваха сок, изследователите тайно си инжектираха кокаин. Тъй като е известно, че наркотиците нарушават продължителната концентрация и уменията за вземане на решения, необходими, за да се коригира задачата за съвпадане с компютър, процентите на успех на маймуните предвидимо намаляват и те избират правилния образ 13 процента по-рядко, отколкото преди да им се прилага кокаин,
Когато изследователите са използвали електродите, които преди са имплантирали в мозъка на маймуните - разположени на точните места в префронталната кора, които са стреляли надеждно, когато правилно съвпадат с изображението - за да задействат по-късно тези неврони, възпроизвеждайки схемите на изстрелване, резултатите бяха драматични.
„Протезното устройство е като„ превключване на превключвател “, за да се вземе решение в реално време“, казва Сам Deadwyler, професор по физиология и фармакология в Уейк Форест и един от авторите на изследването. Под влияние на кокаин протезата се възстановява и дори се подобрява в сравнение с основната линия, като маймуните избират правилното изображение с 10 процента по-често от преди.
„Въз основа на откритията на това проучване се надяваме в бъдеще да развием имплантируема невропротеза, която да помогне на хората да се възстановят от когнитивни дефицити поради мозъчни наранявания“, казва професорът на Уейк Форест Робърт Е. Хампсън, водещ автор на изследването.
Възможно е обаче изкушението на невронните протези да бъде достатъчно силно, за да се хареса някой ден на различна тълпа - вместо тези, които претърпяха инсулт или лезия, хората просто търсят конкурентно предимство. Това може да звучи нагледно, но в епохата на "невроенсилизиращи" лекарства и непрекъснато нарастваща пластична хирургия, не се казва къде може да отиде концепцията за неврална протеза.
