Atsiminimai yra vienas nuostabiausių, nuostabiausių ir kartu mažai ištirtų mūsų kūno neurofiziologinių mechanizmų darbo rezultatų. Galų gale, kažkaip mažų sinapsių darbo mūsų smegenyse derinimas ir neuronų aktyvinimas juos naudojant leidžia atvaizdus tų dalykų, kuriuos prisimename, atsirasti mūsų galvoje. Visų mūsų prisiminimų suma padaro mus tokiais, kokie esame. Jie visais atžvilgiais esame mes. Be jų mes nustotume būti tuo, kas esame.
Viename iš britų mokslinės fantastikos serijos „Black Mirror“(kas nežiūrėjo, labai rekomenduoju) epizodų, kuriame pasakojama apie mūsų galimą distopinę ateitį, buvo pasakyta apie mažytį prietaisą, kuris yra implantuojamas už žmogaus ausies ir suteikia jam galimybę ne tik greitai prisiminti kai kuriuos akimirką iš praeities, bet taip pat „paleiskite“šią akimirką į savo galvą nuostabiai aiškiomis detalėmis, kaip filmas ekrane prieš jūsų akis.
- „Salik.biz“
Theodore'as Bergeris, Pietų Kalifornijos universiteto biomedicinos inžinierius, nežada tokio grįžimo į atmintį lygio (kuris, ko gero, yra geriausias), tačiau ilgą laiką dirbo prie panašių atminties implantų. Priemonė, implantuojama tiesiai į smegenis, specialiojo smegenų dalies elektrinio stimuliavimo metodo dėka gali imituoti hipokampo funkcijas, leisdama formuoti prisiminimus. Pirmųjų tokio prietaiso modifikacijų bandymai buvo atlikti su laboratorinėmis pelėmis ir beždžionėmis. Anot mokslininko, laikas pradėti išbandyti tokį prietaisą žmonėms.
Bergerio prietaisas yra pagrįstas teorija, kaip hipokampas paverčia trumpalaikius prisiminimus (pvz., Kur dedate raktus) į ilgalaikę atmintį (vėliau galite prisiminti, kur juos įdėjote). Ankstyvus eksperimentus su triušiais mokslininkas atliko: pirmiausia jis grojo tam tikrą garsą, o paskui pūtė į jų veidus, priversdamas mirksėti. Jis netrukus pastebėjo, kad išgirdus garsą triušiai pradės mirksėti net ir nebūdami veikiami oro srovės. Bergeris tuo metu nusprendė įrašyti hipokampo veiklą naudodamas encefalografiją (jis prie triušio galvos prijungė elektrodus, skaitančius smegenų veiklą) ir nustatė, kad triušiai išmoko susieti sklindantį garsą su tolesniu oro srauto poveikiu jiems. Encefalogramos nuotrauka parodėkad signalai hipokampoje šiuo metu keičiasi visiškai nuspėjamai.
„Mokydamasis hipokampas aktyviai įsitraukė į impulsų (signalų) schemos modifikavimą“, - komentuoja Gregory Clarke, buvęs Bergerio studentas ir Jutos universiteto (JAV) biomedicinos inžinerijos profesorius.
Pats Bergeris šiai pritaikytų impulsų schemai suteikė pavadinimą „erdvės ir laiko kodas“. Ir šis kodas nustatomas pagal tai, kurie smegenų neuronai dalyvauja perduodant signalą ir kada būtent tas perdavimas įvyksta.
„Erdvės-laiko kodo perdavimas per skirtingus hipokampo sluoksnius bėgant laikui paverčia jį skirtingu erdvės-laiko kodu. Mes dar nežinome, kodėl, bet kai tai įvyksta, gautas laiko ir erdvės kodas yra tas, kurį likusios smegenys gali suvokti kaip ilgalaikę atmintį “, - aiškina Bergeris.
Išeinantis kodas yra atmintis, kurią likusios smegenys naudoja kaip skaitomą ir suprantamą signalą. Triušiai priverčia mirksėti išgirdus tam tikrą garsą. Anot Bergerio, jis sugebėjo išvesti matematinį modelį, kuris apskritai yra hipokampo elgesio taisyklė, kuri naudojama trumpalaikius prisiminimus paversti ilgalaikiais.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Laikydamasis šios bendrosios taisyklės, jis sukūrė dirbtinį hipokampą laboratorinėms žiurkėms. Pirmiausia jis išmokė graužikus atlikti į atmintį orientuotas užduotis. Jis išmokė graužikus paspausti vieną iš dviejų gretimų mažų svirtelių, o paskui dirgino juos kryptinga šviesa. Po kurio laiko, kai apmokytas graužikas grįžo prie užduoties, Bergeris išmokė jį paspausti kitą svirtį, priešingą tam, kurį iš pradžių spaudė žiurkė. Taigi buvo įrodyta, kad graužikas atsimena, ko iš jo buvo reikalaujama.
Šių treniruočių metu Bergeris ir jo kolegos užfiksavo signalų, sklindančių per graužikų hipokampą, pasiskirstymą ir pažymėjo, kad erdvės ir laiko kodai atitinka užduoties atmintį paspaudžiant lazdeles. Mokslininkai surinko informaciją apie signalo grandines, patenkančias į hipokampą ir iš jo, ir, remdamiesi šiais duomenimis, sukūrė matematinį modelį, kuris galėtų numatyti išeinantį erdvės ir laiko kodą, atitinkantį iš pradžių gaunamą. Vėliau, kai Bergeris suleido vaisto, kuris blokuoja atminties formavimąsi žiurkėms, išmokytoms stumti svirtis, jis panaudojo savo prietaisą smegenims elektriškai stimuliuoti impulsų modeliu, atitinkančiu išeinantį erdvės ir laiko kodą, numatytą jo matematiniame modelyje. Eksperimentas baigėsi visiška sėkme. Žiurkės spaudė dešines svirtis.
Jų smegenys rėmėsi teisingu kodu, tarsi kodas būtų sukurtas jų pačių. Taip mes išmokome grąžinti prisiminimus į smegenis “, - komentuoja Bergeris.
Bergeris taip pat išbandė implanto funkcionalumą renesuotosiose beždžionėse, atkurdamas jų sugebėjimą prisiminti prisiminimus iš prefrontalinės žievės dalies. Ši sritis įtraukta į vykdomųjų funkcijų darbą, pavyzdžiui, naudojant atsiminimus, norint išspręsti naujas, anksčiau nesusijusias užduotis. Šiame kontekste įrodyta, kad implantas veiksmingai pagerina beždžionių atmintį.
Tačiau ar panašų implantą galima naudoti žmonėms ir ar jis veiks?
„Visi šie implantai, tiesiogiai sąveikaujantys su smegenimis, turės susidurti su viena pagrindine problema“, - sako Dustinas Tyleris, Case Western Reserve universiteto inžinerijos profesorius.
„Smegenys turi milijardus neuronų ir trilijonus internetinių ryšių (sinapsių), leidžiančių joms dirbti kartu. Todėl nepaprastai sunku bandyti surasti tokią technologiją, kuri galėtų tiesiogiai sąveikauti su tiek daug neuronų ir sujungti juos dirbti pakankamai aukštame lygyje “.
Jei kochleariniai implantai, imituojantys garso dažnį, stimuliuodami klausos nervą per keliasdešimt elektrodų, galų gale negali tobulai imituoti garso, tada ką mes galime pasakyti apie tokią sudėtingesnę sistemą kaip atmintis. Turite suprasti, kad dabartiniu metodų ir technologijų lygiu, naudodamiesi visais šiais elektrodais, mokslininkai vis dar yra labai toli nuo realios galimybės modeliuoti prisiminimus. Tačiau tai nesutrukdė naujam startuoliui Kerneliui susisiekti su Bergeriu, jį pasamdyti, paversti jį tyrimų skyriaus vadovu ir finansuoti jo tyrimus.
Pradinis branduolio tikslas buvo pateikti rinkai „Berger“implantus kaip medicinos prietaisus, kurie gali padėti žmonėms, turintiems įvairių atminties problemų. Šiuo metu Bergeris atlieka klinikinius savo implanto tyrimus su savanoriais ir praneša, kad pacientai gerai atlieka atminties testus. Idealu, tačiau, pasak „Kernel“generalinio direktoriaus Briano Johnsono, „Kernel“nori sukurti prietaisus, kurie, atliekant paprastą ir saugią operaciją, gali būti implantuojami į žmogaus smegenis ir sustiprina žmogaus intelektą tokiose srityse kaip dėmesys, kūrybiškumas ir susikaupimas.
Be abejo, toks rezultatas taps nauja įvairių reguliavimo institucijų veiklos sfera ir kyla daugybė ginčų ir klausimų: ar šie prietaisai yra medicininiai, ar paprasti vartotojai? Ar turime reguliuoti jų paskirstymą? Sveikatos priežiūros organizacijų požiūriu, tokie prietaisai, jei, be kita ko, turi galimybę diagnozuoti ar gydyti ligas ar paveikti kūno funkcijų struktūrą ir funkcionavimą, greičiausiai tikrai bus laikomi medicininiais. Tačiau poodiniai implantai, galintys sustiprinti asmens koncentraciją ar kūrybiškumą, greičiausiai sugebės išvengti griežtos reguliavimo priežiūros ir bus vertinami kaip tie patys reguliarūs maisto papildai, kurie stimuliuoja mūsų smegenis.
Pats Johnsonas nekomentavo, kuria kryptimi dirbs jo įmonė „Kernel“ir kokius prietaisus galų gale ketina gaminti. Greičiausiai viskas priklausys nuo konkretaus implanto, jo funkcijų, apimties ir galimo šalutinio poveikio. Žinoma, kiekvienas medicinos prietaisas, kaip ir kiekvienas vaistas, turi savo šalutinį poveikį. Kol kas galime tik laukti ir tikėtis, kad šie šalutiniai padariniai turės teigiamą pusę, o ne tapti dar vienu naujo serialo „Juodo veidrodžio“epizodo įkvėpėju.
NIKOLAY KHIZHNYAK