Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
13 декабря 2017, среда, 20:13
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

26 сентября 2006, 09:00

Для мозга сделали протезы

Группа ученых под руководством Джона Донохью (John Donoghue) из Университета Брауна в Род Айленде (Brown University in Rhode Island) впервые имплантировала нейропротез в кору головного мозга человека.

Им оказался парализованный больной Мэтт Негл (Matt Nagle) доброволец, согласившийся участвовать в проводимом тесте. Нейропротез содержал 96 электродов, вставленных в моторную зону коры головного мозга Негла. Другим концом протез был подключен к компьютеру. Оказалось, что Мэтт Негл мог двигать курсором компьютера, а также пользоваться электронной почтой или переключателем телевизионных программ только с помощью мысли.

Прежде подобные эксперименты проводились на головном мозге обезьян и крыс. В середине девяностых годов под руководством Джона Чейпина (John Chapin) из Государственного университета Нью-Йорка (State University of New York) была проведена серия экспериментов, в ходе которых удалось научить крысу мысленно управлять простым механизмом. Сначала крысу приучили нажимать передними лапками на педаль, соединенную с рычагом. Когда крыса нажимала на педаль, рычаг опускался, и в поилку наливалась вода. К мозгу крысы были подключены электроды. Каждый раз, когда крыса нажимала на педаль, электрические сигналы от ее мозга поступали по электродам к специальному прибору (так называемому интегратору), который обрабатывал эти данные и преобразовывал их в аналоговый сигнал, позволяющий моделировать траекторию движения конечностей крысы.

На определенном этапе эксперимента исследователи отсоединили рычаг от педали и подключили его к интегратору. Теперь, когда крыса нажимала на педаль, рычаг оставался недвижим. Но когда крыса, «представляла себе», что она нажимает лапками на педаль, рычаг опускался, и вода наливалась в поилку. В этом случае такой же набор нервных импульсов, как и при нажатии, поступал в интегратор, который двигал рычаг. Со временем крыса стала понимать, что она уже может не нажимать на педаль, а только «думать» об этом - и в поилке появится вода.

В аналогичных опытах с обезьянами была сделана попытка воспроизвести более сложные трехмерные движения конечности обезьяны с помощью роботизированной руки. Группа исследователей под руководством Ли Миллера (Lee Miller) из Северо-Западного Университета Чикаго (North-western University in Chicago) изучала связь между движениями обезьян и активностью коры головного мозга. В результате был обнаружен набор электрических сигналов, с помощью которых обезьяна могла двигать виртуальной рукой на экране компьютера только с помощью мыслей. В другом случае, в опытах под руководством Джона Чейпина, был найден способ стимуляции коры головного мозга, при котором достигалась имитация тактильного чувства на руке обезьяны. В этом случае одна рука обезьяны фиксировалась, а другой рукой она могла показать то место, где ее «потрогали».

Цель подобных опытов – создать нейропротезы, которые позволят человеку с травмированной или больной рукой управлять механическим протезом. Возможность управлять курсором «мыши» в компьютере – это только первый шаг.  Возможность взять механической рукой чашку кофе со стола – задача, которая ждет своего разрешения в будущем. Для достижения этой цели нейропротез должен быть интерактивным, то есть он должен получать и посылать в головной мозг сигналы, аналогичные тем, которые приходят от настоящей руки.

Одна из возможных идей состоит в том, чтобы поместить сенсоры в искусственную конечность. В этом случае появляются два важных вопроса. Первый состоит в том, куда должны подсоединяться «нервы» (провода) искусственной конечности? Это может быть как спинной мозг, так и кора головного мозга, а также таламус. Чем ближе к периферии нервной системы, тем лучше, считает Дуглас Вебер (Douglas Weber) из Университета Питтсбурга (University of Pittsburgh). В коре головного мозга, где интегрируются все приходящие нервные сигналы, сложно получить чистый сигнал  и соблюсти точность его попадания. 96% активности коры – это ее внутренняя активность, состоящая из обмена информацией ее различных частей. Следовательно, более простая задача – провести сигнал от искусственной конечности к соответствующей зоне спинного мозга.

Второй возникающий вопрос – сигнал какой природы можно посылать в нервную систему человека? Это должен быть сигнал, полностью имитирующий нервный импульс, или это может быть более далекий по своей природе электрический сигнал? Множество опытов и наблюдений говорят о том, что головной мозг может научиться правильно интерпретировать сигналы, весьма далекие от классических нервных импульсов. На этом принципе основаны современные разработки приборов видения для слепых. Особенно успешными в этом отношении оказались приборы для глухих людей – трансплантаты слуховой улитки. Прибор вживляется во внутреннее ухо и может взаимодействовать со слуховым нервом. Его сигналы имеют искусственную природу, далекую от нормальных нервных импульсов. Сначала человек с таким прибором может слышать только шум, но постепенно его мозг тренируется ассоциировать определенные шумы с соответствующими звуками. После небольшого периода обучения такой человек вполне может разговаривать с другими людьми.

Тем не менее, чем ближе искусственный сигнал к физиологическому, тем лучше и «физиологичнее» будет прибор и тем меньше времени и усилий будет тратиться человеком на его освоение. Практически никто из нейрофизиологов не сомневается в прогрессе подобных приборов в будущем. Как показывает практика применения первого поколения нейропротезов, прогресс – это вопрос нашего понимания работы нервной системы.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

20:13 ФСИН начала проверку после публикации о VIP-камерах в «Матросской тишине»
19:50 Канада разрешила поставку летального оружия Украине
19:30 У полковника Захарченко обнаружили замок в Лондоне
19:10 Совфед назначит президентские выборы на заседании 15 декабря
18:53 Лидеры исламских стран объявили Восточный Иерусалим столицей Палестины
18:35 Роскомнадзор пригрозил блокировкой за публикацию материалов нежелательных организаций
18:19 Bon Jovi и Dire Straits войдут в Зал славы рок-н-ролла
18:06 МВД предложило выплачивать деньги сообщившим о преступлении
17:40 Верховный суд Греции решил отправить российского совладельца криптобиржи в США
17:23 Навальный представил предвыборную программу
17:17 «Победа» отказалась от взимания платы за ручную кладь
17:05 «Титаник» и «Крепкий орешек» стали национальным достоянием США
16:59 Переселение по программе реновации начнется в первом квартале 2018 года
16:57 МИД рассказал о предложении РФ обменяться с США письмами о невмешательстве
16:41 В Красноярске отыскали прах Хворостовского
16:31 Ямальский депутат объяснила появление в ее запросе «города Бундестага»
16:17 Эрдоган призвал признать Иерусалим «оккупированной» столицей Палестины
16:05 Лидер Палестины призвал отменить признание Израиля
15:46 Google назвал самые массовые запросы россиян в 2017 году
15:22 Дума ввела штрафы до 1 млн рублей за анонимность в мессенджерах
15:14 Матвиенко подтвердила личное руководство Путиным операцией в Сирии
14:54 Усманов решил избавиться от доли в «Муз ТВ» и СТС
14:38 Дума ужесточила наказание для живодеров
14:31 ГП проверит снятый с «Артдокфеста» фильм
14:21 СМИ сообщили об утерянном в Красноярске прахе Хворостовского
14:07 Московский суд отказался принять иск Кашина к ФСБ по поводу Telegram
13:42 Роскомнадзор пригрозил «Открытой России» закрытием доступа к Twitter
13:40 В янтаре найден клещ и перо динозавра
13:16 Кремль ответил на заявление Трампа о победе над ИГ
13:01 Путин внес в Думу соглашение о расширении российской базы ВМФ в Сирии
12:47 Дума приняла закон об использовании герба России в быту
12:27 Дума одобрила закон о выплатах семьям за первого ребенка
12:09 «Яндекс» и Сбербанк подписали соглашение по новому «Яндекс.Маркету»
11:51 Полпреду Николаю Цуканову предложили стать помощником президента
11:34 ФСБ не нашла никаких призывов в речи Собчак о статусе Крыма
11:31 В России установят обязательные квоты для российских вин
11:07 Два участника теракта в Буденновске получили 13 и 15 лет колонии
10:45 В московской ячейке ЕР призвали не дать оппозиции участвовать в выборах мэра
10:35 50 миллионов лет назад в Новой Зеландии водились стокилограммовые пингвины
10:31 Социологи предсказали рекордно низкую явку на выборах президента
10:23 На развитие госпоисковика «Спутник» выделили еще четверть миллиарда рублей
09:57 Источники рассказали об отказе Сбербанка и Alibaba от создания СП
09:40 Транзит российского газа восстановлен после взрыва на австрийском хабе
09:39 США пообещали вернуться к вопросу Крыма
09:21 Украина задумалась об остановке поездов в РФ
09:17 Объявлены лауреаты премии «Большая книга»
09:08 На Олимпиаду поедут более 200 спортсменов из РФ
12.12 21:22 Саакашвили вызвали на допрос в качестве подозреваемого
12.12 21:11 Путин перечислил условия успешного развития России
12.12 20:50 Задержанного после взрыва в Нью-Йорке обвинили по трем статьям
Apple Boeing Facebook Google iPhone IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter Абхазия аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия Австрия автопром администрация президента Азербайджан акции протеста Александр Лукашенко Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Аргентина Аркадий Дворкович Арктика Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия аукционы Афганистан Аэрофлот баллистические ракеты банковский сектор банкротство Барак Обама Башар Асад Башкирия беженцы Белоруссия Белый дом Бельгия беспорядки биатлон бизнес биология ближневосточный конфликт бокс болельщики «болотное дело» большой теннис Борис Немцов борьба с курением Бразилия Валентина Матвиенко вандализм Ватикан ВВП Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада Верховный суд взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» видео «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович вирусы Виталий Мутко «ВКонтакте» ВКС Владивосток Владимир Жириновский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин ВМФ военная авиация Волгоград ВТБ Вторая мировая война вузы ВЦИОМ выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы Вячеслав Володин гаджеты газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД ГЛОНАСС Голливуд гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума госзакупки гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь гуманитарные и социальные науки Дагестан Дальний Восток декларации чиновников деньги День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Дональд Трамп Донецк допинг дороги России драка ДТП Евгения Васильева евро Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург ЕСПЧ естественные и точные науки ЖКХ журналисты Забайкальский край закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль Ингушетия Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область искусство ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан казнь Калининград Камчатка Канада Киев кино Киргизия Китай климат Земли КНДР Книга. Знание Компьютеры, программное обеспечение Конституционный суд Конституция кораблекрушение коррупция космодром Восточный космос КПРФ кража Краснодарский край Красноярский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис Куба культура Латвия ЛГБТ ЛДПР Левада-Центр легкая атлетика Ленинградская область лесные пожары Ливия лингвистика Литва литература Лондон Луганск Малайзия Мария Захарова МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минсельхоз Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС мобильные приложения МОК Молдавия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка Мурманская область МЧС наводнение Надежда Савченко налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука Наука в современной России «Нафтогаз Украины» недвижимость некоммерческие организации некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Новый год Норвегия Нью-Йорк «Оборонсервис» образование обрушение ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры ООН ОПЕК оппозиция опросы оружие отставки-назначения офшор Пакистан палеонтология Палестинская автономия Папа Римский Париж ПДД педофилия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко пищевая промышленность погранвойска пожар полиция Польша похищение Почта России права человека правительство Право правозащитное движение православие «Правый сектор» преступления полицейских преступность Приморский край Продовольствие происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии Реджеп Эрдоган рейтинги религия Республика Карелия Реформа армии РЖД ритейл Роскомнадзор Роскосмос «Роснефть» Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростов-на-Дону Ростовская область РПЦ рубль русские националисты РФС Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сахалин Сбербанк Свердловская область связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сербия Сергей Лавров Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие смартфоны СМИ Совбез ООН Совет по правам человека Совет Федерации сотовая связь социальные сети социология Социология в России Сочи Сочи 2014 «Спартак» спецслужбы «Справедливая Россия» спутники СССР Ставропольский край стихийные бедствия Стихотворения на случай страхование стрельба строительство суды суицид Счетная палата США Таджикистан Таиланд Татарстан театр телевидение телефонный терроризм теракт терроризм технологии Трансаэро транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство уголовный кодекс УЕФА Узбекистан Украина Условия труда фармакология ФАС ФБР Федеральная миграционная служба физика Филиппины Финляндия ФИФА фондовая биржа фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков Хиллари Клинтон химическое оружие химия хоккей хулиганство цензура Центробанк ЦИК Цикл бесед "Взрослые люди" ЦРУ ЦСКА Челябинская область Чехия Чечня ЧМ-2018 шахты Швейцария Швеция школа шоу-бизнес шпионаж Эбола эволюция Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Эстония Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Якутия Яндекс Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.