Чип в мозге паралитика прояснил механизмы внимания

Физиологи давно отмечали, что колебания, присутствующие во многих зонах мозга (в основном бета– и дельта-волны), скорее всего, напрямую связаны с механизмом внимания. Теперь же группе исследователей из Чикагского университета (UChicago) удалось записать алгоритм работы моторной коры – для этого понадобился страдающий параличом испытуемый.

Нейроимплантат размером четыре на четыре миллиметра с сотней электродов помог учёным получить целостную картину сложной динамики "внимательности" в мозге (фото Daily Tech).

Корни исследования, результаты которого опубликованы на этой неделе в журнале Neuron, уходят в 2004 год. Тогда компания Cyberkinetics, проведя первые успешные тесты своего нейроимплантата BrainGate, решила проверить, до каких пределов смогут совместно дойти человеческий разум и современная техника.

Как мы подробно рассказывали, чип был сроком на год имплантирован в моторную зону коры мозга 25-летнего паралитика Мэттью Нэйгла (Matt Nagle). С помощью BrainGate он получил возможность управлять курсором на экране, проверять почту, играть в видеоигры, рисовать и переключать каналы.

Новая работа базируется на данных, полученных во время клинического исследования 2006 года и только сейчас до конца обработанных. Правда, в тексте статьи намеренно не упоминается имя умершего уже пациента, но, по всей видимости, речь идёт о том самом человеке.

Примерно так выглядел миниатюрный комплекс, вживлённый на время эксперимента паралитику Мэттью Нейглу, прославившемуся как первый в мире человек с мозговым имплантатом. На снимке к макету головы подключён кабель обратной связи (фото Wikimedia Commons).

Как объяснили учёные в пресс-релизе университета, эксперимент выглядел так: парализованному пациенту описали пять возможных вариантов перемещения по экрану курсора, однако выполнить попросили только второй и четвёртый.

Записывавшиеся в это время показатели мозговой активности при последующей расшифровке показали такую картину: высокочастотные бета-колебания усиливались при ожидании приказа, а их пик приходился на миг перед тем, как звучала реплика экспериментатора.

После получения инструкции, непосредственно до того как начинал двигаться курсор, бета-активность резко снижалась (что помогало избежать выполнения инструкций, которые следовало пропустить). А вот дельта-колебания были постоянными: словно пациент в определённом ритме отслеживал каждую реплику.

Исследователи сделали вывод, что бета-колебания в мозге отражают степень внимания, уделяемого человеком текущей задаче, медленные же дельта-волны действуют как внутренний метроном, позволяя выждать момент, когда понадобится высокая концентрация.

В лаборатории Николаса Хатсопулоса (Nicholas Hatsopoulos Lab), где проводились опыты, сейчас царит воодушевление. Специалисты считают, что столь чёткое понимание колебательной динамики коры открывает возможность для создания восстановительной терапии будущего.