Робот с живым умом

С роботами мы знакомы давно - по фантастическим книжкам, магазинам игрушек, кинофильмам… Сейчас в мире существует целое научное направление, которое изучает, можно ли использовать живую ткань, по сути мозг, для управления роботами-нейроаниматами., 

Центр управления 

- Мы часто задумываемся, как мы запоминаем информацию перед экзаменом или узнаём людей, которых не видели долгие годы. Сейчас есть даже новое направление - нейронаука, которая призвана ответить на простой вопрос, как работает мозг, - рассказывает Виктор Казанцев, доктор физико-математических наук, завлабораторией нелинейных процессов в живых системах Института прикладной физики РАН (ИПФ РАН), завкафедрой нейродинамики и нейробиологии ННГУ. - Мозг - главный управляющий центр всего организма. В последние годы его пытаются сравнить с компьютером - якобы это живой и очень мощный процессор, который перерабатывает большие объёмы информации. Некоторые предполагают, что стоит сделать чип с большой степенью интеграции - и у нас будут умные роботы с человеческим мозгом. Это заблуждение. Мозг не имеет ничего общего с компьютером. 

По словам эксперта, чтобы смоделировать поднятие ручки со стола (задействованы 50 групп мышц), нужен процессор с тактовой частотой 1 млн Ггц. 

Для сравнения: тактовая частота процессора у обычного компьютера - не выше 2 гигагерц. 

Слой настоящей ткани

Алексей Пимашкин, научный сотрудник ИПФ РАН, по окончании радиофизического факультета ННГУ полгода стажировался в Институте мозга в Токио. В 2010 году защитил кандидатскую диссертацию одновременно по радиофизике и биологии, получил федеральный грант и занялся разработкой проекта «Нейроны в клетке». 

- Наша задача - принципы кодирования простейших функций в мозге, как они запоминаются и можно ли их изменить, - говорит Алексей. 

Основные клетки мозга - нейроны. Они интересны тем, что генерируют электрические импульсы, которые можно измерить, посмотреть. Они помогают клеткам мозга «общаться» между собой и с остальным организмом. Нейроны составляют собой сеть - своеобразное сообщество общения. Основу проекта и составили культуры нейронов, сеть, которую молодые нижегородские учёные вырастили специально для проекта. Нейроны были извлечены из мозга эмбрионов крыс. 

- Живой нейрон имеет свойство расти и соединяться с другими нейронами с помощью отростков. Мы взяли несколько тысяч нейронов и в специальной среде, состоящей из спинномозговой жидкости животного, при температуре 35 градусов за 2 недели вырастили модель живого мозга. Вернее, один слой настоящей живой мозговой ткани. 

Не мысль, но рефлексы

- Когда мозг растёт и развивается, нервные клетки постоянно формируют новые связи. Это мы можем видеть на нашем слое нейронов. Также происходит и при обучении. Мы все знаем, что нервные клетки не восстанавливаются и просто так не рождаются. Учёба - это формирование новых связей между нейронами, - продолжает А. Пимашкин. 

Вырастив «мини-мозг», чашку с ним подключили к компьютеру. Культура нейронов растёт, учёные измеряют её активность. С помощью электродов они стимулируют клетки, и те начинают передавать сигнал всей сети. «Мозг» начинает работать. Он может обучаться, хранить информацию - таким образом, очень удобен для исследования. 

Кстати, управлять выращенной культурой нейронов, подавать ей сигналы Алексей может через Интернет - путём нажатия одной кнопки на клавиатуре. 

А чтобы до конца понять мозг, его подключают к роботу-нейроанимату - гибриду, управляемому живой тканью. Конечно, в культуре нейронов на таком уровне не родится мысль, но рефлексы возникают. Робот уже находит правильные решения - видит препятствия и может их объезжать. 

- В будущем это даёт возможность создать робота с нейронной сетью, который будет способен обучаться и производить незапрограммированные действия, - говорит учёный. - Можно сказать, что это зачатки искусственного интеллекта. Но нужно понимать, что на данном этапе нейронауки о настоящем искусственном мозге, как мы видим в кино, не может идти и речи. 

Так что не переживайте, товарищи, роботы пока нас не захватят. В ближайшие десятки лет. И пока мы не можем ничего точного сказать о мозге, наделить им машину мы не сможем. 

Смотрите также:

• Наука без границ. Химик Валерий Фокин о работе в США и лекарстве от СПИДа →
• Идеальный шторм: нижегородка создает ураганы в лабораторных условиях →
• Как сохранить разум? Нейробиолог о защите мозга и ценности природы →