Ученые создали имплант-убийцу боли

Ученые медицинского факультета Нью-Йоркского университета разработали «нейронный мост», соединяющий две области мозга. Он способен подавлять сигналы о боли, сообщает SingularityHub.

Мост образуют «шпионы» и «спящие агенты». «Шпион» ловит электрические сигналы в той области мозга, которая обрабатывает боль, и декодирует. Информацию о сигнале боле он в режиме реального времени направляет «спящему агенту» - компьютерному чипу, имплантированному в переднюю часть мозга. А чип автоматически запускает световой луч, который активирует нейроны, подавляющие сигналы боли.

Издание подчеркивает, что «мост» активируется только при возникновении боли, а не воздействует на мозг постоянно.

«Наши исследования показывают, что этот имплант предлагает эффективную стратегию лечения боли даже в тех случаях, когда симптомы трудно определить или устранить», - отметили руководители исследования доктор Цзин Ван и Валентино Мацциа

SingularityHub напоминает, что мозговые импланты, от Utah Array и BrainGate до Neuralink со вшитыми электродными нитями, уже стали мейнстримом. Но большинство из них имеет дело лишь с одной частью уравнения: распознаванием и декодированием. Это уже титаническая задача, которая позволяет мозгу буквально связываться с компьютером, но еще сложнее - связать мозг с самим собой (или с другими частями нервной системы).

Например, протезы рук могут быть оснащены электрическими стимуляторами, которые передают ощущение давления, температуры и др. Эти сигналы поступают в мозг, который декодирует их и «дает приказы» обратно через отдельный набор нервных путей, чтобы контролировать движение руки.

Или, например, в мозгу могут быть стимуляторы, которые обнаруживают аномальные электрические схемы, связанные с припадком, и автоматически блокируют участки мозга, чтобы нарушить эти сигналы.

Такие системы ученые называют «системами с обратной связью».

Что касается «нейронного моста», система пока протестирована только на крысах. Авторы исследования рассказали, что сначала им нужно было выбрать «точку входа» для обнаружения болевого сигнала. Они обратили внимание на переднюю поясную часть коры головного мозга (ACC), которая занимается обработкой таких сигналов боль у животных и людей. Здесь они имплантировали микромассив электродов для прослушивания сигналов мозга.

«Точкой выхода» послужил участок в префронтальной коре (PFC), куда вживили оптоволокно. Предыдущие исследования показали, что активация нейронов PFC может ослаблять болевые сигналы от ACC как у грызунов, так и у приматов. Вместе система образует цикл обратной связи в реальном времени, который подавляет боль, как только она возникает в мозгу.

Команда сначала проверила систему на предмет внезапной острой боли - вроде той, которую вы чувствуете, когда обжигаете руку на раскаленной плите или наступаете на кубик Lego, и меха. Декодер надежно анализировал сигналы боли с точностью до 80% и задержкой в ​​несколько секунд. Он также улавливал сигналы о механической боли - от легкого укола булавкой в ​​подушечку лапки крысы (что похоже на укол иголкой во время шитья). Когда исследовательская команда включала «нейронный мост», крысы отдергивали лапки на 40% медленнее. Это, говорят ученые, и значит, что они чувствуют меньше боли.

Они проверили систему также на ощущения, схожие с артритными болями, для чего поместили крыс в двойную камеру. В одной ее половине имплант включался, когда обнаруживал болевые сигналы, в другой - рандомно. Крысы проводили гораздо больше времени в первой половине.

Точно так же «нейронный мост» работал и при невропатической боли - состоянии, при котором проблема заключается в самой боли.

Читайте также

• Регулирующие органы США 7 июня одобрили адуканумаб - препарат компании Biogen для борьбы с вероятной причиной болезни Альцгеймера.
• Ранее сообщалось, что ученые из Стэнфордского университета разработали систему, которая поможет общаться парализованным людям.
• 1 мая стало известно, что австралийские ученые создали искусственные мышечные волокна, которые во много раз сильнее человеческих.