Британские ученые изучают мозговые процессы обучения и хранения воспоминаний с помощью робота, управляемого биологическим мозгом.

В середине августа ученые из университета Ридинга сообщили о создании такого робота. Его мозг сформирован из искусственно выращенных нейронов. Процессы роста, деления и связывания нейронов происходили в лабораторных условиях. Исследователи будут наблюдать за обучением мозга, хранением воспоминаний и доступом к ним, что позволит лучше понять механизмы болезней Альцгеймера, Паркинсона, а также состояний, возникающих при инсультах и травмах мозга.

«Один из основных вопросов, стоящих сейчас перед наукой, — как связана деятельность отдельных нейронов со сложным поведением, которое демонстрируют целые организмы, — пояснил доктор университетской Школы фармацевтики Бен Уолли. — Этот проект дает нам поистине уникальную возможность пронаблюдать за объектом, который, возможно, способен проявлять сложное поведение и вместе с тем остается тесно связанным с деятельностью отдельных нейронов. Надеемся, что мы сможем еще на один шаг приблизиться к ответу на эти очень важные вопросы».

Биологический мозг робота состоит из искусственно выращенных нейронов, которые размещаются на мультиэлектродном массиве. Этот массив представляет собой лабораторную кювету приблизительно с 60 электродами, которые получают электрические сигналы, генерируемые клетками. Затем они используются для инициации движения робота. Всякий раз, когда робот приближается к объекту, сигналы с помощью электродов передаются для стимуляции мозга. В ответ реакция мозга используется для поворота колес робота, вправо или влево, так, чтобы он объезжал препятствие, не столкнувшись с объектами. Никаких иных сигналов от человека или компьютера робот не получает; им управляет только его собственный мозг.

Сейчас ученые работают над тем, чтобы заставить робота учиться, используя различные сигналы при движении к заранее определенным позициям. Предполагается, что по мере обучения можно будет показать, как воспоминания проявляются в мозге, когда робот передвигается по знакомой территории.

За последний год проблеме подключения к роботам живого мозга уделялось много внимания.

В декабре прошлого года доцент Аризонского университета Чарльз Хиггинс сообщил о создании робота, управляемого мозгом и глазами бабочки. Как тогда рассказывал Хиггинс в интервью Computerworld, ему удалось подсоединить электроды к зрительным нейронам мозга бабочки-бражника, подключить их к роботу, и он реагировал на то, что видела бабочка. Когда к ней что-то приближалось, робот уходил в сторону.

На основании достигнутых успехов Хиггинс предположил, что через 10-15 лет реальностью станут «гибридные» компьютеры, использующие сочетание технологии и живой органической материи.

В январе американские и японские ученые успешно реализовали управление человекообразным роботом мозговой деятельностью обезьяны, причем через Internet. Возможно, всего через несколько лет эту технологию уже можно будет применять для передвижения парализованных людей в экзоскелетах, прикрепленных к их телу, считает ведущий сотрудник проекта, профессор нейробиологии Университета им. Дюка Мигуэль Николелис.

В университете Ридинга занимаются изучением травм и заболеваний мозга. Для этого живые нейроны помещаются в питательную среду, где они могут расти, делиться и формировать связи. Затем нейроны помещаются в электродную матрицу, считывающую электрические сигналы, генерируемые ими. Сигналы управляют движением колесного робота так, что он способен обходить препятствия.

Как подчеркивают исследователи, роботом управляют исключительно мозговые клетки. Никакого дополнительного управления ни человек, ни компьютер не осуществляет.

В университете утверждают, что задачей исследования является обучение робота поведению в определенных ситуациях, например при объезде препятствия. Если поведение будет постоянно повторяться, то наблюдение за нейронами покажет укрепление связей между ними.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF