Нейроны, наши нервные клетки, которые принимают, обрабатывают, хранят и передают информацию, как выяснилось, принимают не только электрохимическую, но и светомузыкальную форму общения.
Но найти общий язык с нейроном нелегко, для этого нужно попасть в его ритм.
Именно этого и добилась международная группа исследователей, разработавших особый нейропротез, который, в отличие от всех предыдущих устройств, разговаривает с биологическими нейронами не электрическими разрядами, а с помощью света. Такая технология получила название оптогенетики и позволяет вести куда более направленные диалоги, сосредоточившись на очень узком участке нейронной сети.
По словам одного из разработчиков новой технологии, инженера-биомедика Тимоти Леви из Токийского университета, «достижения в области оптогенетики позволили нам с точностью выцеливать нейроны на очень ограниченных участках биологических нейронных сетей».
Оптогенетика — это методика исследования работы нервных клеток, которая основана в том числе и на модификации биологических нейронов. В данном случае выращенная за три-четыре недели в лаборатории биологическая нейронная сеть была генетически модифицирована, чтобы производить светочувствительный белок, который заставляет нейроны реагировать на воздействие синего света (имеется в виду спектр с длинами фиолетовых, синих и голубых волн, самый коротковолновой и высокоэнергетический диапазон видимого излучения).
Исследователи использовали искусственную нейронную сеть для создания бинарных ритмов синего цвета, направленных на участок биологической нейронной сети размером 0,8 х 0,8 мм. В ответ биологические нейроны подстраивались под этот ритм как на этом участке, так и по всей сети.
«Ключом к успеху стало понимание того, как ритмы искусственных нейронов совпадают с ритмами нейронов биологических, — объясняет Леви. — Как только нам удалось синхронизировать эти ритмы, биологическая сеть начала реагировать на «мелодию», которую играли искусственные нейроны».
Эксперимент наглядно подтвердил возможность эффективной коммуникации нейропротеза с биологической нейронной сетью вплоть до уровня отдельных нейронов.
Конечно, до биологического усовершенствования людей с помощью этой новой технологии еще очень далеко, признают ученые, но потомки первых искусственных нейронов смогут решить много насущных неврологических проблем и, может быть, даже помочь людям с серьезными повреждениями мозга.
