Автомобиль, которым управляет мысль

Не так давно в Буэнос-Айресе (Аргентина) на конференции общества "Биомедицинская техника" сотрудники Токийского университета представили мини-автомобиль, которым управляют крысы. Причем не с помощью лапок, а исключительно силой мысли. Ученые считают, что подобный крысомобиль поможет в дальнейшем создать "мыслеуправляемую" инвалидную коляску.

Это средство передвижения, называемое исследователями RatCar, представляет собой небольшую тележку, снабженную специальным прибором, способным считывать электронные сигналы, возникающие в больших полушариях переднего мозга крыс при их передвижении. Для того, что бы их считать, от декодера отходит пара электродов, которые крепятся прямо на мозг животного. Считывающее устройство также соединяется с электрическим мотором, приводящем этот диковинный крысомобиль в движение.

На первом этапе обучения крысы управляли платформой с выключенным мотором. Они просто ходили туда, куда хотели, а декодер считывал сигналы, возникающие при этом в коре больших полушарий. Благодаря этим тренировкам ученые смогли определить, на какие именно импульсы декодер должен будет реагировать в дальнейшем.

Затем крыс прикрепили к машинам "по-настоящему", так, что их лапки лишь слегка касались пола. В результате этого ограничения свободы перемещения грызуны смогли управлять машиной, лишь думая о том, куда бы им хотелось пойти. Декодер исправно считывал все их импульсы, отбирал из них те, которые были заложены в его памяти и в ответ на их поступления подавал различные команды электромотору. В результате чего крыса вместе с повозкой могла переместиться туда, куда ей хотелось, остановиться, развернуться и даже дать "задний ход".

Шесть из восьми животных, участвовавших в подобных тренировках, по мнению исследователей, неплохо приспособились к новой жизни. Причем было заметно, что новый способ передвижения им даже нравится. Правда, пока не совсем ясно, насколько осознанно крыса выбирает направление движения — возможно, она просто следовала за крысомобилем, а не управляла им сама.

Иными словами, находясь в повозке, крыса могла думать не о том, что ей надо ехать вперед, повернуть направо или остановиться, а размышлять примерно следующим образом: "я поехала… мне хорошо, еду… что-то укачало, стоп". Сами понимаете, что подобное сложно считать осознанным мысленным управлением транспортным средством, скорее это просто оценка возникшей ситуации.

Также ученые отмечают, что чувствительные электроды на первом этапе зафиксировали очень много "посторонних" нервных импульсов, которые, возможно, никак не связаны с осознанным движением животного. Как отфильтровывать подобный "мусор" пока не совсем понятно. Возможно, дальнейшие эксперименты помогут более точно определить, какие из сигналов коры головного мозга ответственны именно за перемещение, а какие просто сопутствуют ему, показывая, например, эмоциональную реакцию крысы на подобное "издевательство" над ней.

Вполне возможно, что в память декодера попали сигналы, означающие: "Что вы со мной делаете?!", или "Ой, как здорово!". Сами понимаете, такие мысли совершенно бесполезны при управлении крысомобилем. Поэтому ученым еще предстоит разобраться в том, какие именно нервные импульсы декодеру следует запоминать, а на какие вовсе не обращать внимания.

Создатели крысомобиля уверены, что это транспортное средство в дальнейшем поможет людям создать тележку для инвалидов, для управления которой будет достаточно всего лишь "силы мысли" пассажира. Но, как и всякое "ноу-хау", связанное с медициной, ее сначала следует испытать на лабораторных животных. И здесь выбор не случайно пал на крыс — считается, что мозговая активность этих очаровательных грызунов очень похожа на человеческую.

Вообще, приборы для инвалидов, основанные на использовании нейромашинного интерфейса появились достаточно давно. Впервые подобную идею предложил еще в 1960-х годах известный нейрохирург Поль Бах-и-Рита. Однако потребовались годы, прежде чем ученые смогли разработать первый из подобных приборов.

В 2009 году группе ученых из США и Аргентины удалось вернуть парализованному пациенту возможность общаться с внешним миром, связав его мозг с синтезатором речи и декодером, которые обеспечивают практически мгновенное распознавание звуков, "произнесенных" мысленно. Это был мужчина, получивший в 16 лет повреждение мозгового ствола. В результате этой травмы он был полностью парализован (двигаться могли только его глаза), однако сохранил рассудок и способности к познанию.

Когда пациенту исполнился 21 год, исследователи вживили ему в кору больших полушарий электрод, соединенный с декодером. Через некоторое время инвалид смог научиться произносить несколько звуков, а затем и складывать из них слова. В настоящее время ученые работают над совершенствованием декодера, надеясь в ближайшем будущем вернуть пациенту способность к членораздельной связанной речи.

Также ученым удалось с помощью создания соответствующих декодеров вернуть слепым людям способность различать цвета и контуры неподвижных объектов. Ведутся разработки устройств, которые смогут позволить людям, потерявшим конечность, с помощью силы мысли более эффективно управлять своими протезами.

Кстати, в последних разработках в качестве подопытных животных также используют крыс. Возможно, когда все эти устройства, облегчающие существование людям с ограниченными возможностями, наконец-то появятся в широкой продаже, многие из инвалидов вспомнят этих грызунов с благодарностью. Ведь именно они помогли им вернуть утраченную возможность передвижения…

Антон Евсеев