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.
Фото пресс-службы ННГУ (Андрей Скворцов)
Нет комментариев