Восстановить память помогут электронные имплантаты

Ранее в этом году мы уже сообщали о том, что Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США DARPA планирует "сочетать биологические технологии, инженерию и информатику, чтобы использовать возможности природных систем для национальной безопасности". Говоря простым языком, в планах агентства было создание беспроводного устройства, способного восстанавливать утраченные воспоминания.

В рамках проекта "Восстановление Активной Памяти" (Restoring Active Memory) (к слову, одного из ключевых) будут создаваться имплантируемые нейропротезы, которые помогут ветеранам армии и другим людям справиться с потерей памяти, вызванным увечьями или заболеваниями мозга.

В рамках этого проекта DARPA уже сотрудничает с Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе (UCLA) и университетом Пенсильвании (UPenn). Научно-исследовательские фонды DARPA выделили университетам $15 миллионов (511 миллионов рублей) и $22,4 миллиона (763 миллиона рублей), соответственно.

Реализация проекта начнётся с построения компьютерной модели, которая воспроизводит способ нейронов кодировать воспоминания или знания, которые могут быть сознательно воспроизведены и описаны в словах (события, время, место).

Кроме того, исследователи попытаются создать методы электрического стимулирования областей мозга, с помощью которых можно будет помочь нашему главному органу кодировать новые воспоминания в тех случаях, если какой бы то ни было ущерб препятствует этому процессу.

После того как эти цели будут достигнуты, начнётся разработка самих устройств – сначала с помощью компьютерных моделей, которые покажут возможность стимуляции памяти.

Учёные Калифорнийского университета сосредоточатся на части мозга, называемой энторинальной областью коры (entorhinal cortex). Предыдущие исследования показали, что этот регион, связанный с гиппокампом, играет решающую роль в формировании долгосрочных воспоминаний, основанных на повседневном опыте.

Изучая пациентов, у которых электроды уже имплантированы в эту область для лечения эпилепсии, учёные планируют создать компьютерную модель гиппокампо-энторинальной системы, а затем спроектировать беспроводное устройство нейромодуляции. После нужно будет имплантировать его в энторинальную область и гиппокамп испытуемых, страдающих от черепно-мозговых травм, и наблюдать за результатами.

Команда из университета Пенсильвании, в свою очередь, будет выполнять более широкие задачи. Исследователи будут опираться на концепцию, что память – это результат сложного взаимодействия множества областей мозга. Они планируют изучать пациентов, в мозг которых электроды имплантированы сразу в нескольких местах. В рамках исследования испытуемым предстоит играть в компьютерные игры, в ходе которых задействуются ресурсы памяти. С помощью этих электродов специалисты будут следить за нейронной активностью.

Цель исследователей Пенсильвании — определение циклов нейронной активности, сопровождающих формирование и поиск воспоминаний. Затем они попробуют искусственно воссоздать эти модели в повреждённом мозге с помощью уникальной нейронной стимуляции и мониторинга. Эта система уже разрабатывается в партнёрстве с фирмой медицинских технологий Medtronic.

Полная реализация проекта по восстановлению активной памяти развернётся в течение ближайших четырёх лет.

В настоящее время из-за черепно-мозговых травм потерями памяти только в США страдает около 270 тысяч бывших военнослужащих, ветеранов Ирака и Афганистана, а также около 1,7 миллиона гражданских лиц.