Одними из первых в мире учёные кафедры нейротехнологий Института биологии и биомедицины ННГУ им. Н.И. Лобачевского определили параметры, при которых живая нейронная сеть и источник нейроноподобных сигналов работают как единое целое, причём клетки мозга управляют активностью искусственного нейрона.
К фрагменту гиппокампа мыши – структуры головного мозга, отвечающей за обучение, пространственную ориентацию и память, – учёные подключили генератор искусственных нервных импульсов. Электросхема воспроизводила сигналы, имитирующие активность мозга. Они стимулировали живые нейроны, и те посылали ответный сигнал. Генератор переходил из возбудимого в колебательный режим, начиная работать, как продолжение гиппокампа.
«Технология поможет создать нейропротезы для замены поврежденных участков мозга, это важный шаг в сторону нейрогибридных технологий. Замещение поврежденного участка гиппокампа электронными нейронами может не только восстановить активность мозга при травмах, но и улучшить память, стимулировать способность к обучению», – рассказала руководитель проекта, доцент кафедры нейротехнологий Университета Лобачевского Альбина Лебедева.
Научным консультантом проекта выступил профессор Мадридского политехнического университета Александр Писарчик.
«Учёным Университета Лобачевского в сотрудничестве с Политехническим университетом Мадрида удалось добиться настоящего научного прорыва. Новая технология открывает широкие возможности в области нейроморфных приложений: от разработки “умных” и адаптивных роботов до создания революционных медицинских устройств для лечения неврологических заболеваний», – прокомментировал разработку Александр Писарчик.
По словам учёных, в перспективе разработка может быть использована для нормализации работы мозга с эпилепсией.
«Если в эксперименте удастся подавить аномальные вспышки активности нейронов гиппокампа с помощью генераторов импульсов, это откроет путь к созданию нейропротезов для лечения больных эпилепсией», – сообщила Альбина Лебедева.
«Сегодня в ННГУ учёные разрабатывают одновременно несколько типов нейроморфных устройств для замены повреждённых участков мозга. Одно из перспективных направлений – нейропротезы на основе мемристоров, особых микроэлектронных элементов, которых сегодня называют «искусственными синапсами». С их помощью можно имитировать синаптическую пластичность человеческого мозга в нейроморфном устройстве, сделав нейропротез адаптивным и переобучаемым.
Исследования проводятся в рамках федеральной программы «Приоритет 2030», а также при грантовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Результаты опубликованы в журнале Sensors в 2023 году.
Комментарии
(0) Добавить комментарий