«Протез памяти» даёт надежду людям с нейродегенеративными заболеваниями

Учёные из США протестировали нейропротез для усиления памяти человека. Краткосрочная память пациентов при использовании этого устройства улучшилась на 35-37 процентов по сравнению с контрольной группой, о чём сообщается в опубликованной в Journal of Neural Engineering статье.

Credit: Robert E Hampson et al / Wake Forest School of Medicine

Группа исследователей Университета Южной Калифорнии и Медицинского центра Университета Уэйк Форест во главе с пионером нейропротезирования Теодором Бергером изучала способы того, как можно влиять на кратковременную память человека. Именно этот тип памяти чаще всего страдает у людей с нейродегенеративными заболеваниями, инсультами и травмами головы. Кратковременная память хранит в себе ограниченное количество информации, необходимой для оперативного использования, после чего данные переходят в долговременную память, либо забываются.

Чтобы понять, как нейроны формируют воспоминания, учёные использовали своеобразный электронный протез, который считывал импульсы мозга испытуемых и передавал их обратно. Устройство функционирует на основе MIMO-алгоритма – математической модели, описывающей систему со множественным вводом и выводом.

В этой работе испытуемыми стали пациенты с эпилепсией. В первой части эксперимента им показывали изображение и после небольшой паузы просили распознать его же в группе из нескольких картинок. Сначала использовали просто цвета, во второй серии опытов – более сложные изображения.

Анализируя записи мозговой активности, учёные фиксировали сигналы, соответствующие правильному распознаванию визуальных образов. Во второй части эксперимента с помощью нейропротеза стимулировался гиппокамп – часть центральной нервной системы, ответственная за формирование памяти.

При выполнении задания протез подавал в гиппокамп «правильные сигналы», записанные в первой части эксперимента. В результате такой стимуляции количество правильных ответов у испытуемых увеличилось на 35 (для распознавания цвета) и 37 (для узнавания изображений) процентов в сравнении с контрольной группой.

«Мы показали, что можем подсоединяться к памяти пациента, работать с её содержимым и транслировать пациенту обратно. Даже когда память человека нарушена, можно идентифицировать паттерны правильного запоминания и отделять их от ошибочных. Мы способны использовать правильные шаблоны запоминания, не заменяя врождённую память пациента, а стимулируя её. Мы надеемся помочь больным людям удержать в памяти определённые воспоминания – например, где находится их дом или как выглядят их внуки», – говорит ведущий автор исследования Роберт Хэмпсон (Robert E Hampson), профессор физиологии и неврологии в Медицинском центре Университета Уэйк Форест.

Текст: Денис Гордеев

Developing a hippocampal neural prosthetic to facilitate human memory encoding and recall by Robert E Hampson, Dong Song, Brian S Robinson, Dustin Fetterhoff1, Alexander S Dakos, Brent M Roeder, Xiwei She, Robert T Wicks, Mark R Witcher, Daniel E Couture, Adrian W Laxton, Heidi Munger-Clary, Gautam Popli, Myriam J Sollman, Christopher T Whitlow, Vasilis Z Marmarelis, Theodore W Berger and Sam A Deadwyler in Journal of Neural Engineering. Published March 2018

https://doi.org/10.1088/1741-2552/aaaed7

Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.