Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
22 мая 2018, вторник, 21:05
Facebook Twitter VK.com Telegram

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
Loading...

Главные новости

21:03 «Юрий Долгорукий» провел залповый пуск ракет «Булава»
20:46 Кудрин рассказал об участии в разработке новейшего оружия
20:21 Глава Facebook отчитался Европарламенту о безопасности пользователей
20:04 Трамп подтвердил готовность отказаться от встречи с Ким Чен Ыном
19:51 Госдума одобрила повышение стоимости голоса избирателя на выборах президента
19:27 В Росстате зафиксировали сокращение численности населения России
19:21 Крымский мост прошел чин освящения
19:04 Эрмитаж подал иск к Пирумову на 856 млн рублей
18:57 ФИФА закрыла все дела о применении допинга российскими футболистами
18:41 Дума отклонила законопроект о выдаче водительских прав с 16 лет
18:24 Нью-йоркскую фондовую биржу впервые за 200 лет возглавит женщина
18:17 Астероид-нарушитель оказался выходцем из другой планетной системы
17:48 Бинбанк и «Открытие» сообщили о сделках с признаками вывода активов
17:24 В Дебальцево подорвали рейсовый автобус
17:23 Путин подписал указ о создании НКО «Россия — страна возможностей»
17:04 Мариничев предложил Генпрокуратуре проверить действия Роскомнадзора
16:57 Прокуратура заняла первое место в рейтинге доверия опрошенных россиян
16:34 Израиль впервые использовал истребитель F-35 в бою
16:24 Ритейлеры допустили рост цен из-за закона о контрсанкциях
16:06 Audi отзовет более 11 тысяч машин для обновления ПО
15:53 Госдума рассмотрит возможность присвоения законам имен их авторов
15:47 63% опрошенных россиян не одобрили проведение ЕГЭ
15:20 Ройзман отказался баллотироваться в мэры Москвы
15:11 В Сочи отключили телевидение и радио из-за ЧМ-2018
14:52 Великобритания опровергла отказ принимать российские дипломы
14:32 Россия оценила ответ на введение пошлин США в полмилиарда долларов
14:30 Картина Клода Моне из серии «Вокзал Сен-Лазар» будет продана на аукционе
14:16 СМИ рассказали о согласии Шувалова возглавить Внешэкономбанк
13:57 Дума утвердила Кудрина главой Счетной палаты
13:55 Глава СКР Александр Бастрыкин за год вдвое увеличил свой доход
13:30 Песков призвал не верить слухам о неудачных тестах российских ракет
13:12 Первое заседание нового кабмина прошло без пяти министров
13:04 Предок всех плацентарных млекопитающих питался насекомыми
12:56 Министерство просвещения ответило на жалобу издателей учебников Путину
12:26 Полиция задержала пресс-секретаря Навального Киру Ярмыш
12:06 РФС создаст футбольную сборную из игроков до 20 лет
12:04 Кенсингтонский дворец опубликовал официальные свадебные фото принца Гарри
11:49 Банк России показал памятную банкноту к ЧМ-2018
11:44 СМИ обнаружили намеренные ошибки в твитах Трампа
11:26 МЧС сообщило о ликвидации пожара на полигоне в Удмуртии
11:16 Дума приняла закон о контрсанкциях
11:14 В Госсовете Крыма отреагировали на предложение уничтожить Крымский мост
11:04 Более ста тысяч лет назад кашалоты пролезли сквозь бутылочное горлышко
10:57 В РЖД предложили вносить дебоширов в «черный список»
10:41 Ройзман заявил о продолжении политической карьеры после отставки
10:35 Около российской базы в Хмеймиме сбит беспилотник
10:26 Путин и Золотов рассказали о событиях августа 1991 года
10:09 «АвтоВАЗ» отказался от Lada Priora и Granta
09:54 Киев признал возможным обмен главы РИА Новости Украина на Сенцова
09:38 Борис Джонсон посулил ужесточение антироссийских санкций после Brexit
Apple Bitcoin 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 Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Антон Силуанов Аргентина Аркадий Дворкович Арктика Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия аукционы Афганистан Аэрофлот баллистические ракеты банковский сектор банкротство Барак Обама Басманный суд Башар Асад Башкирия беженцы Белоруссия Белый дом Бельгия беспилотник беспорядки биатлон бизнес биология 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» визовый режим Виктор Янукович вирусы Виталий Мутко «ВКонтакте» ВКС Владивосток Владимир Жириновский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин ВМФ Внуково 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 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 инвестиции Ингушетия Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция ипотека Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область искусство ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан казнь Калининград Камчатка Канада Кемерово Киев Ким Чен Ын кино Киргизия Китай климат Земли КНДР Книга. Знание Компьютеры, программное обеспечение Конституционный суд Конституция кораблекрушение коррупция Космодром Байконур космодром Восточный космос КПРФ кража Краснодарский край Красноярский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым Ксения Собчак 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 Минпромторг Минсельхоз Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС мобильные приложения МОК Молдавия монархия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка Мурманская область МЧС наводнение Надежда Савченко налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука «Нафтогаз Украины» недвижимость некоммерческие организации некролог 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 Ольга Голодец ООН ОПЕК оппозиция опросы оружие отставки-назначения офшор Павел Дуров 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 реклама религия Республика Карелия Реформа армии РЖД ритейл Росавиация 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 Нарышкин 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 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 тарифы Татарстан театр телевидение телефонный терроризм теракт терроризм технологии Трансаэро транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство уголовный кодекс УЕФА Узбекистан Украина 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 ЦРУ ЦСКА Челябинская область Чехия Чечня ЧМ-2018 Швейцария Швеция школа шоу-бизнес шпионаж Эбола эволюция Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Эстония этология 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.