Учёные расширили представления о пластичности головного мозга. В случае необходимости даже специализированные двигательные нейроны можно научить выполнять абсолютно чуждые им функции.
Биоинженеры, разрабатывающие нейроуправляемые протезы, всегда сталкиваются с одной и той же проблемой: как осуществить связь между протезом и мозгом. Протез представляет собой некое электронно-механическое устройство, но управляющие сигналы к нему поступают от нервов. Проблема даже не в том, как перевести нейронные импульсы в электронные машинные сигналы. Во многих случаях, когда возникает потребность в таком протезе, у человека оказываются повреждены нервы в спинном или головном мозгу, отвечающие за руку или ногу. С другой стороны, нейроны мозга обычно имеют дело с другими нейронами, которые продолжаются в конечность и отвечают за работу мышцы. Но если вместо конечности у нас электромеханический протез, это значит, что мозговым нейронам нужно работать с таким «партнёром», с которым они никогда не сталкивались.
То есть задача состоит в том, чтобы переучить какие-то нейроны, заставить их выполнять несвойственные им функции. Возможно ли такое?
Нейрофизиологи из Калифорнийского университета в Беркли (США) уверены, что вполне возможно: в статье, опубликованной в журнале Nature, они описывают эксперимент, в ходе которого была произведена перенастройка нейронов крысы. Животных снабжали устройством, которое декодировало нейронные импульсы в звук. Этот прибор собирал информацию от нейронов, отвечающих за подёргивания крысиных вибриссов. Затем крысам ставили задание: они могли получить угощение, если звук, который издавала декодирующая машина, был определённой высоты.
За две недели животные научились управлять своими нейронами по звуку: активность моторных нервных клеток была именно такой, которая позволяла получить вознаграждение. При этом обычное возбуждение нейронов, соответствующее движениям усов, в данном случае было «неправильным» — звук был не той высоты. Крысы могли различать вид угощения: для подслащённой воды нейроны должны были «звучать» на высоких нотах, для еды — на низких.
Итак, нервные клетки были поставлены в совершенно неестественные условия— и, как показала практика, оказались вполне способны к перестройке. Как это получилось у крыс — загадка; если прибегнуть к весьма сомнительному сравнению, можно сказать, что крысы научились иначе «думать». В результате двигательные нейроны вибриссов перестали работать в привычной для них манере и начали генерировать совершенно новые импульсы, подчиняясь центрам пищевого поведения.
С теоретической точки зрения это крайне важный результат, значительно расширяющий представление о пластичности головного мозга. С практической же стороны это значит, что мозг обладает достаточной гибкостью, чтобы переучиться в случае необходимости на управление протезом. По мнению учёных, при должной тренировке эту работу могут взять на себя даже те нервные клетки, которые в норме ни с какими движениями не связаны.
Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Беркли.
Просмотров 
Другие новости по теме:
 Нейронам нашли помощников | Нейроны в мозге советуются друг с другом, установили ученые |  Молодые крысы ждут вознаграждения гораздо сильнее, чем взрослые |  Ожирение возникает из-за появления новых нейронов в гипоталамусе |  Биологи нашли гормон, превращающий стволовые клетки в нейроны |  Создан интерфейс, победивший паралич |
