О применении и способностях выращенных в пробирке клетках мозга рассказала директор института фундаментальной медицины ПИМУ, профессор кафедры нейротехнологий ННГУ им. Н.И. Лобачевского Ирина Мухина.
15 лет назад в пробирке впервые вырастили клетки мозга, с тех пор он лишь развивается. Это понятная по своей структуре и действию система, способная функционировать как настоящий мозг.
Мозг демонстрирует сложные электрические сигналы, подобно человеческим клеткам при мышлении. Нейроны стали выращивать на чипах, один биочип живет около 2-3 месяцев. Однако, есть и долгожитель — один из чипов по имени Александр Геннадьевич смог прожить 9 месяцев.
Проблема быстрой смерти клеток мозга вне человека заключена не в самих нейронах, наука еще не научилась питать органоиды должным образом. Теоретически биологические чипы способны существовать тысячи лет, но для этого им нужен достаточный уровень кислорода и питания.
Александр Геннадьевич не совсем умер, он сбежал. Это был опыт по выращиванию мозга со вспомогательной глиональной тканью, она разрослась, отсоединила мозг от платы, ткани перестали отвечать на сигналы. В конечном счете Александр Геннадьевич оторвался от подложки и поплыл, как блинчик, эксперимент пришлось прекратить.
Каждая мозговая культура из разных участков способна передавать собственный сигнал. Импульс происходит от десятков тысяч нейронов на чипе, он настолько сложный, что схож с мыслительным процессом человека. Многие сигналы выращенного мозга являются реакцией на внешние раздражители, что можно назвать «мыслю».
Аналогичные сигналы ученые регистрировали на опытах с мозгом мышей и человека, зарегистрированные с помощью микроэлектродов. Однако, общение между тканью из пробирки и учеными не установлено, поэтому интерпретировать сигналы крайне сложно.
Исследователям удалось наладить общение между двумя разными мозговыми культурами. Так две ткани соединили и построили информационный поток. Первый чип послал не просто набор данных, а структурированный сигнал, второй же обрабатывал его некоторое время и лишь потом ответил.
Доказать переработку полученной информации удалось благодаря строгим алгоритмам, заложенным в нейроморфный интеллект. Благодаря таким технологиям, велика возможность создать нейрокомпьютер, он будет работать быстрее кремниевых.
Ученым уже удалось заставить такой мозг управлять машинкой. Культуру запрограммировали на повороты налево и направо, подсоединили через Wi-Fi к машинке и заставили его проехаться по кабинету, реагируя на преграды. При столкновении, культуре подавался сигнал назад и мозг в инкубаторе отъезжал обратно.
Однако, создать мозг, который самостоятельно управлял бы машинкой, еще не представляется возможным. Нейроплата воспринимает лишь входящие сигналы и способна передать их другому объекту, как джойстик.
Любой мозг работает по средствам бинарного кода, хоть в пробирке, хоть человеческий, его можно запрограммировать. Расшифровать сигнал без встроенного языка невозможно, ученые просто фиксируют разницу потенциалов и импульсы.
Опыты с выращенным мозгом дают возможность понять работу нервной системы человека и создать искусственный биологический интеллект, когда люди научатся интерпретировать сигналы культуры шире. Помогает такой мозг и в медицине, многие когнитивные нарушения тестируются на биоплатах.
Технология пробирочного мозга позволит создать полностью адаптивные бионические протезы, способные безошибочно и оперативно считывать сигналы от человека к конечностям. О жизни мозга в пробирке рассказала нейротехнолог Ирина Мухина «Газете.Ru».
