Гормоны и химия мозга. Знания, которые не займут много места

Уже знакомые нам японские ученые намерены создать модель высшей нервной деятельности приматов для понимания механизмов обработки информации и расстройств нервной деятельности человека для дальнейшего применения этих знаний в медицине. Программа ученых США под названием BRAIN Initiative была запущена в 2013 году и рассчитана до 2025 года. В планах содателей программы – разработка нейротехнологий для диагностики и лечения расстройств мозга к концу обозначенного периода. Ожидается, что на основе новых технологий будут достигнуты значительные результаты в области развития нейронаук. В Китае ученые определили фундаментальной задачей выяснение роли нейронных оснований в высших функциях мозга, добавив к ней две практические – создание эффективных методов ранней диагностики и лечения расстройств работы мозга и разработку мозг-машинных интеллектуальных технологий. Какие еще направления считаются перспективными?

«Наш мозг – это „предвосхищающая машина“, и „создание будущего“ – самое важное, что он умеет делать»

(Дэниел Гилберт)

Технологические тренды эпохи

К перспективным направлениям исследований относят изучение механизмов памяти и восприятия событий, понимание природы сознания, нейрофармакологию, создание искусственных нейронных сетей. Быстрое развитие технологий искусственных нейросетей может привести к появлению принципиально новых возможностей в моделировании мозговых механизмов мышления и психики. Нейронная сеть воспроизводит психические процессы: например, речь, распознавание образов, творческий выбор, мышление. Те области, которые еще вчера мыслились нами как возможности исключительно человеческого разума, становятся доступными искусственному интеллекту.

Еще один из современных технологических трендов – создание нейроморфных искусственных сенсорных систем, а также технологий, направленных на воздействие на сенсорные системы человека (нейрокомпьютерные интерфейсы, виртуальная и дополненная реальность). Всего за несколько последних лет были разработаны и внедрены нейротехнологии, позволяющие: увеличить память людям с помощью уже созданного первого протеза памяти; получать и отправлять сообщения с помощью планшета с операционной системой Android парализованными пациентами посредством их мозговых волн; определить свое местоположение роботизированным конечностям, которые управляются мозгом, или даже добавить «третью руку» здоровым людям. Внедрение «управляемого разумом» роботизированного протезирования позволит пациентам с ампутациями, травмами или родившимся без конечности использовать полный спектр движений. Эксперименты по созданию прямых каналов связи мозга и машин, безусловно, интересны, и в них, вероятно, получится выйти на совершенно новые возможности, о которых мы сейчас не догадываемся.

Нервная клетка контактирует с 5–10 тысячами других нервных клеток

Там, где нейроны проросли

Анализ схем не единственная область нейробиологии, заслуживающая внимания. Значительное число перспективных исследований связано с современной медициной. Исследование связи клеточных сетей при некоторых опухолях головного мозга позволило ученым сделать открытие, в которое трудно поверить: в раковых опухолях обнаруживаются синапсы – структуры, которые нейроны используют для общения друг с другом. Поначалу специалисты предположили, что синапсы в опухоли на самом деле оказались случайным явлением. Но другая группа нейроонкологов подтвердила наличие синапсов между нейронами и опухолевыми клетками у детей. Не менее интересно исследование, связанное с онкологическими процессами в предстательной железе. Известно, что нервные волокна, появляющиеся при раке простаты, усугубляют течение заболевания. Однако ученым долго не удавалось установить их источник. Современные работы показали, что это могут быть предшественники нейронов мозга, которые проникают в опухоль предстательной железы и дают начало популяции нервных клеток.

Недавно уставлено, что некоторые опухолевые клетки молочной железы ведут себя подобно нейронам. Клетки особого типа рака молочной железы метастазируют в мозг и, находясь там, очень трудно поддаются лечению.

Силой мысли

Создана технология, которая позволяет людям писать текстовые сообщения силой мысли. Несколько чипов, вживленных в голову человека, считывают активность его мозга и преобразуют ее в рукописный текст на экране. Считается, что такая технология вернет парализованным людям возможность общаться со своими родственниками и окружающим миром в целом