Вспомнить всё! Нижегородские учёные создают нейропротезы для мозга

Человечество стареет. Всё больше случаев, когда люди доживают до своей болезни Альцгеймера или деменции. Как нижегородские нейробиологи при помощи искусственного интеллекта могут помочь таким больным в продолжающееся Десятилетие науки и технологий, nn.aif.ru рассказала кандидат биологических наук, старший научный сотрудник НИИ нейронаук ННГУ им. Н. И. Лобачевского Альбина Лебедева.

Не заблудиться в лабиринте

Злата Медушевская, nn.aif.ru: – Альбина Владимировна, в чём заключается технология создания нейропротезов, которой вы занимаетесь?

Альбина Лебедева: — Это технология восстановления или расширения функций памяти. Сейчас мы работаем с живыми нейронными сетями лабораторных животных на срезах. Нас интересует гиппокамп – парный отдел мозга, который отвечает за функции памяти. Например, её консолидацию из краткосрочной в долгосрочную. При нейродегенеративных заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, деменция, височная эпилепсия, нарушения происходят именно в гиппокампе. Мы пытаемся разработать системы восстановления активности гиппокампа при помощи объединения живых и искусственных нейронов.

При болезни Альцгеймера нейроны головного мозга гибнут. Фактически при помощи искусственного нейроинтерфейса мы сможем подавать в мозг нейрональную активность, которая либо заместит погибшие нейроны, либо поспособствует восстановлению оставшихся. Во время экспериментов на срезах мозга мышей мы подавали активность от искусственной нейронной сети, предварительно обученной предсказывать сигналы гиппокампа непосредственно в срезы гиппокампа мышей, после чего регистрировали реальный ответ. То есть мы подавали в качестве стимулирующего сигнала в срезах гиппокампа дополнительную нейрональную активность.

Впереди эксперименты не на срезах мозга, а на самих лабораторных мышах. Речь идёт о вживлении в их мозг электродов, способных принимать сигналы нейроинтерфейса.

– А как оценивают память у животных?

– Для этого есть масса лабораторных тестов на запоминание и память. Мы планируем применять Т-образный лабиринт. Животное должно будет повернуть в один из рукавов лабиринта, где крысе будет подаваться сладкая вода в качестве положительного подкрепления. Крыса должна запомнить эту траекторию движения. По тому, как быстро крыса находит нужный рукав лабиринта, мы и будем оценивать рабочую память животного.

Далее будет этап экспериментального повреждения части гиппокампа, добавление искусственной нейрональной активности и оценка её эффективности.

Не создаём суперчеловека

– Как я понимаю, ваша разработка напрямую связана с технологией искусственного интеллекта. Некоторые с опаской относятся к его растущим возможностям…

– Технологии искусственного интеллекта (ИИ) наращивают возможности день ото дня. Да, сейчас алгоритмы для его работы создаёт человек, но сейчас также набирает обороты направление самообучаемого ИИ. Но, думаю, пока не созданы нейропроцессоры, которые могли бы дать возможность ИИ выйти из-под контроля человека. И вряд ли они будут созданы в обозримом будущем.

Тем не менее, когда наша технология дойдёт до клинических испытаний, то вопросы биоэтики поднимутся сами собой. Как мы можем что-то имплантировать в мозг человека, соединив его с ИИ? Мы создаём суперчеловека? Нет. Наша задача – использовать возможности ИИ для создания нейропротезов и помощи людям с нейродегенеративными заболеваниями, которые пока неизлечимы. Но надо же что-то с этим делать…

Меня вообще удивляет, что сегодня очень большой интерес к нейробиологическим технологиям, которые двигают медицину вперёд, но как-то все забывают: исследования эти очень дорогие. При этом гранты на создание компьютерных математических моделей равны нашим. Без реальных экспериментов с лабораторными животными, с очень дорогостоящим и порой одноразовым оборудованием, в нейронауке никак.

– Не жалеете, что когда-то выбрали для себя такую профессиональную область, как биология?

– Без пафоса, но мне всегда хотелось создать нечто, что поможет людям. Я из тех, кто хочет спасти мир. Это, наверное, особый склад характера.

Путь в науке тернистый, сложный, но очень интересный. Усталость иногда невероятная! Делаешь, делаешь, и не получается, а потом раз – и результат, который ставит тебя чуть ближе к важному научному открытию.