Функционирование головного мозга человека и других живых существ обеспечивается синхронизированной работой миллионов и миллиардов нервных клеток, нейронов. И для того, чтобы понять работу функций мозга, таких, как обучение, память, восприятие и т.п., ученым требуется производить запись всей деятельности больших нейронных сетей с уровнем детализации до отдельных групп нейронов. На свете существует достаточно большое количество технологий записи сигналов нервной деятельности, но самое высокое качество обеспечивают только те технологии, в которых используется прямое подключение датчиков к нервным тканям мозга. Однако, такие технологии не отличаются стабильностью, они позволяют записывать картину деятельности на протяжении нескольких минут или десятков минут в лучшем случае. После этого происходит отторжение чужеродных тканей тканями мозга, контакт между датчиком и тканями нарушается, а качество получаемых сигналов понижается ниже критичного уровня.
Работы в данном направлении уже достаточно долго ведут исследователи из университета Калгари, а недавно они закончили разработку нового биологического гибридного нейрочипа, который в состоянии сделать запись сигналов нервной деятельности с самой высокой на сегодняшний день разрешающей способностью и на протяжении длительного промежутка времени. «Чувствительность нового чипа в 15 раз превышает чувствительность других подобных нейрочипов» — рассказывает Ноид Сайед (Naweed Syed), исследователь из университета Калгари, — «Этот чип позволяет нам считывать сигналы нервных клеток, усиливать их и получать запись деятельности мозга с более высокой разрешающей способность, чем это было возможно ранее».
В основе нового чипа лежат принципы полной биологической совместимости, которые позволяют создать его контакт с нервными тканями так, что клетки головного мозга «искренне считают», что они соединились с другими нервными клетками. Помимо высокого качества такое соединение позволяет реализовать двусторонний обмен информацией и такое соединение остается стабильным на протяжении длительного промежутка времени. «Запись картины деятельности нервных клеток за длительное время позволяет нам отслеживать изменения, которые происходят очень малыми темпами» — рассказывает Пьер Виждан (Pierre Wijdenes), — «Это, в свою очередь, позволит нам установить, почему одни нейроны устанавливают связи только с определенными нейронами, а не со всеми остальными».
В настоящее время опытный образец нового нейрочипа используется для записи и анализа деятельности клеток мозга подопытных животных. Полученные положительные результаты этих экспериментов позволяют ученым считать, что до момента начала использования чипа для получения картины деятельности мозга человека осталось совсем немного времени. «Сигналы нервных клеток мозга человека гораздо слабее сигналов в мозге других животных и для записи этих сигналов требуется более высокочувствительное оборудование» — рассказывает Колин Дaлтон (Colin Dalton), один из исследователей, — «Эксперименты показали, что наш новый нейрочип полностью подходит для использования его с мозгом человека и он может быть использован в качестве инструмента, при помощи которого будут разрабатываться персонифицированные методы лечения для пациентов, страдающих различными неврологическими заболеваниями».
Источник:
