технологии будущего глаз чип мозг импульс Реактор познавательный
Бионический глаз помог ослепшему прозреть
Технология работает с помощью чипа, вживленного прямо в мозг.Джейсон Истерхьюзен лишился зрения в результате автомобильной аварии в 2011 году в 23-летнем возрасте. Несколько месяцев назад он согласился на эксперимент по установке системы бионического глаза под названием Orion.
Технически устройство выглядит как солнцезащитные очки, оснащенные камерой. Записанное изображение обрабатывается и преобразуется в электрические импульсы, а имплантированный чип посылает их в мозг.
Истерхьюзен — один из шести людей в мире, использующих Orion, и первый, кто получил способность видеть. По словам мужчины, он смог разглядеть свечи на своем праздничном торте и встречную полосу движения у своего дома.
Orion, последний продукт от стартапа биотехнологии Second Sight, исправляет ключевую проблему с предыдущими бионическими глазами. Электроды в прошлых протезах располагались в задней части глазницы, а, значит, работали только если некоторые из клеток биологического глаза были еще живы. Теперь в этом нет нужды — новая система посылает импульсы непосредственно в мозг.
Истерхьюзен заявил, что риски, связанные с небезопасной операцией на мозге, окупили себя, и теперь он чувствует себя безопаснее в повседневной жизни.
Как сообщает OneZero, система Orion не позволяет людям различить цвет и четкие очертания предметов, но люди могут отличить свет от темноты, распознать движущиеся объекты и имеют некоторую степень восприятия глубины. Люди и предметы для них выглядят как точки света.
В настоящее время ученые из Стэнфорда разрабатывают более совершенную систему бионического глаза. По их словам, она позволит человеку не только различать предметы, но даже читать.
мозг наука исследования
Десятимесячный мини-мозг оказался похож по нейронной активности на мозг недоношенных детей
Исследователям удалось увидеть в органоидах коры головного мозга электрическую активность, очень похожую активность мозга недоношенных детей. На исходе двух месяцев культивации в них органоидах зафиксировали вспышки нейронной активности: поначалу сигналы были синхронизированы, но потом их паттерн усложнился по мере взросления органоидов. Ученым удалось поддерживать рост клеток органоида мозга в течение десяти месяцев, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell Stem Cell.
Технология выращивания органоидов позволяет перепрограммировать клетки таким образом, что из них при делении вырастает крохотная модель эмбрионального мозга. Несмотря на очень скромный размер (обычно с горошину) эти мини-мозги ведут себя во многом как настоящие: в них могут бытьхарактерные для настоящего мозга слои нейронов и деление на отделы, а активность генов оказывается похожа на активность мозга на 8–16 неделях после зачатия. Обычно органоиды растут не очень долго и начиная с определенного момента — он наступает в разное время для разных классов органоидов — перестают достоверно воспроизводить мозговые процессы. Отчасти это связано с тем, что при достижении определенного размера им становится тяжело расти вне обычного окружения, например без снабжающих их обычно кислородом сосудов. Из-за этого до недавнего момента исследования на органоидах воспроизводили только начальные этапы роста мозга.
Сотрудникам из Лаборатории Элисона Миотри (Alysson R. Muotri) Калифорнийского Университета в Сан-Диего удалось поддерживать рост клеток органоида мозга в течение десяти месяцев. За такое долгое время нейроны органоидов успевают не только дифференцироваться в сложные структуры с большим числом разных клеток, но и начать общаться и формировать нейронную сеть. Модели со зрелыми формирующими синапсы нейронами научились делать еще в 2015 году, но в новом исследовании удалось сделать их настолько аккуратно, что их электрическая активность оказалась удивительно похожа на таковую у недоношенных детей.
Оптимизация протоколов выращивания привела к тому, что органоиды оказались удивительно похожи на человеческий мозг как в плане разнообразия нейронов, так и их электрической активности. Четыре раза за десять месяцев ученые отбирали образцы для РНК-секвенирования отдельных клеток, чтобы найти в них активность, специфичную для разных типов нервной ткани. Всего исследователи проанализировали 15990 клеток, относящихся к одному из пяти основных классов: клетки-предшественники, промежуточные клетки предшественники, глиальные летки, глутаматергические нейроны и ГАМК-ергические нейроны, которые обычно встречаются в коре головного мозга только у приматов. В зависимости от возраста органоида соотношение этих клеток менялось.
Чтобы замерить электрическую активность в органоидах, их выращивали на мультиэлектродных чипах, которые улавливали электрические импульсы и записывали их в виде электроэнцефалограммы. У людей по мере развития паттерн ЭЭГ меняется: чем старше мозг, тем меньше промежутки между вспышками активности нейронов. Ученые получили аналогичную динамику для своих органоидов, а в качестве верификации сравнили электрические паттерны органоидов с ЭЭГ 39 недоношенных детей.
Дополнительно они попытались научиться предсказывать возраст органоидов по ЭЭГ — такая проверка дала бы дополнительную уверенность, что развитие органоидов идет по такому же пути что и в настоящих мозгах и может служить адекватной моделью для их исследования. Они обучили нейронную сеть предсказывать возраст на обычных образцах ЭЭГ, а затем попробовали этой сетью предсказать возраст органоидов. Оказалось, что нейросеть хорошо справляется с этим заданием, — особенно в случае органоидов постарше.
В своей прошлой работе исследователи из той же лаборатории вырастили органоиды с мутациями, характерными для неандертальцев. Чем они отличались от обычных органоидов, можно прочитать тут.
Отличный комментарий!