Компания Илона Маска получила разрешение на вживление второго нейроимплантата в головной мозг живого человека после того, как успешно провела испытания первого. Парализованный доброволец с устройством Neuralink в мозге охотно рассказал о том, как он овладел телекинетическими способностями и как его жизнь изменилась после вживления чипа.

Ноланд Арбо, который стал инвалидом из-за аварии в 2016 году, поделился, что ему было тяжело просыпаться по утрам раньше, однако Neuralink изменил эту ситуацию. Арбо может практически целиком контролировать свой компьютер при помощи одной лишь силы мысли, играть в шахматы или Civilization VI. Раньше для этого ему приходилось постукивать по экрану стилусом, зажатым между зубами.

Впрочем, не обошлось и без поломок. В имплантате Link размером с монету расположено 1024 электрода на 64 отведениях или «нитях», которые соединены с различными частями мозга, контролирующими двигательные функции. Эти нити необычайно тонкие и достигают в длину всего 20 миллиметров, — это тоньше и меньше человеческого волоса.

Из-за такой сложной конструкции через месяц после операции у Арбо начались проблемы. Некоторые нити начали выходить из строя, втягиваясь в ткани мозга, а это привело к тому, что скорость передачи данных между человеком и компьютером снизилась. Как пояснили сотрудники Neuralink, нити втянулись из-за состояния, называемого пневмоцефалией, когда воздух задерживается внутри черепа после операции.

Когда Арбо услышал, что, возможно, имплантат придётся извлечь, он даже плакал, поскольку он уже привык управлять техникой при помощи силы мысли. Впрочем, в итоге инженерам Neuralink удалось решить эту проблему, переработав алгоритм передачи данных, и показатели устройства стали даже выше изначальных.

Сейчас у пациента всё хорошо и он полностью поглощён своим новым состоянием, а Маск планирует вживлять чип в следующего парализованного добровольца, — тем более, разрешение соответствующих органов предприниматель уже получил. Инженеры надеются, что вторая итерация имплантата позволит выйти за рамки телекинеза и полностью восстановит движение у человека с повреждением спинного мозга.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Впервые учёные успешно заморозили ткань головного мозга человека, которая восстановила нормальную функцию после оттаивания. Обычно ткани мозга не выдерживают такого приключения, из-за чего до сих пор было очень тяжело изучать неврологические болезни и другие патологии этого хрупкого органа. Поэтому исследователи из Фуданьского университета в Китае сперва вырастили живые образцы мозга, которые известны как органоиды, а затем испытали на них различные химические соединения.

Органоиды, которые росли в течение трёх недель и развились в полноценные нервные клетки, были помещены в жидкости с сахарами и антифризом, которые, по мнению учёных, должны были сохранить ткани живыми в замороженном состоянии. После хранения органоидов в жидком азоте команда разморозила их и в течение двух недель наблюдала за изменениями мозговых тканей.

Комбинация, которая привела к наименьшей гибели клеток и наилучшему их росту, представляла собой смесь из метилцеллюлозы, этиленгликоля, диметилсульфоксида и селективного ингибитора Y27632, который снижает уровень воспаления. Эту смесь команда назвала MEDY: учёные подозревают, что данные химические вещества вмешиваются в программирование клеточной смерти, а это предотвращает разрушение замороженного мозга.

MEDY протестировали в серии экспериментов с органоидами, которые поместили в смесь, затем заморозили, а после разморозили. Внешний вид и функции размороженных органоидов оказались очень похожими на клетки, которые никогда не замораживались. В финале эксперимента исследователи поместили в MEDY ткань головного мозга 9-месячной девочки, страдающей эпилепсией. После размораживания ткань сохранила свою структуру и продолжила оставаться активной в течение двух недель.

Это открытие позволит замораживать живые ткани мозга, чтобы всесторонне исследовать их, не подвергая хрупкие клетки стрессу. В итоге, как считают специалисты, эта работа однажды позволит замораживать мозг целиком, а это значит, что можно будет подвергать криоконсервации пациентов в тяжёлом состоянии, чтобы потом без вреда для организма их разморозить и вылечить.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Биоинженеры из Калифорнийского технологического института разработали новый инструмент, который переводит сигналы мозга в настоящую печатную речь. Хотя пока что технология была испытана лишь на двух пациентах, не исключено, что в будущем она поможет немым людям общаться при помощи силы мысли.

Интерфейсы «мозг-машина» (ИМТ) уже активно используются в медицине, связывая электрические сигналы мозга с устройством вывода, которое должно восстанавливать утраченную функцию в организме. К примеру, нейроинтерфейс Neuralink позволяет управлять компьютером телепатически. Однако устройства, подобные тому, которое использовал знаменитый Стивен Хокинг, имеют некоторые ограничения: многие речевые ИМТ требуют от пользователя попытаться произнести слова вслух, что может быть проблематично.

Идеальным решением является декодирование внутренней речи, чтобы человеку было достаточно представить, как он произносит слово. Именно это делает новый ИМТ, который был испытан на двух пациентах мужского пола с параличом всех конечностей. Команда нацелилась на первичную соматосенсорную кору и супрамаргинальную извилину, а сам интерфейс был обучен на шести реальных словах и двух вымышленных.

Когда участники думали над каждым словом, ИМТ расшифровывал активность мозга. В итоге для одного участника точность достигла 79 процентов, лишь немного уступая точности декодирования вокализованной речи, а для другого участника — 23 процентов.

Даже учитывая не лучший второй результат, эта технология является первым примером реально работающего интерфейса мозг-компьютер, который не требует произносить слова вслух. В будущем такая технология должна помочь немым пациентам в режиме реального времени общаться с окружающими просто силой мысли.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Учёные из американского Гарвардского университета смогли увидеть крошечный участок головного мозга при помощи снимка с рекордной детализацией. Полученная фотография подробно отображает все связи между нейронами, причём некоторые клетки мозга выглядят очень необычными и даже аномальными.

Атлас мозга сформировали на основе образца, который взяли из коры головного мозга у женщины с эпилепсией. Этот участок отвечает за обучение и обработку сигналов, однако многие его особенности ранее были неизвестны. Команда погрузила образец в консерванты, а затем разрезала его на 5000 срезов толщиной всего в 34 нанометра.

После этого снимки загрузили в искусственный интеллект, который соединил изображения и сформировал своеобразный атлас головного мозга. Трёхмерная карта показала учёным удивительный мир нейронов, который в данном случае содержал около 57 тысяч клеток и 150 миллионов синапсов, соединяющих нейроны между собой.

Карта получилась поистине огромной, и на некоторых её участках исследователи увидели странные нейроны, которые отличались от остальных. К примеру, некоторые клетки образовывали до 50 связей друг с другом, тогда как в норме их обычно не больше двух, а другие сформировали сложные связи сами с собой. Из-за величины атласа специалисты пока что изучили лишь крохотную его часть, поэтому им ещё предстоит проверить всё вручную, однако полученные знания могут произвести революцию в области лечения психиатрических заболеваний.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Впервые в мире две группы учёных создали гибридную ткань мозга с клетками двух разных видов: мышей и крыс. Эти пушистые грызуны внешне могут выглядеть похожими, но с точки зрения эволюции их разделяет около 20 миллионов лет, поэтому исследователи задействовали сложную генную инженерию. Учёные проделали такую работу не просто так: модели гибридного мозга животных могут стать незаменимым инструментом для лечения нейродегенеративных заболеваний у людей.

Команда воспользовалась предыдущими экспериментами, которые доказали, что можно заменить утраченную поджелудочную железу у мышей при помощи стволовых клеток крысы. Это возможно благодаря методу под названием комплементация бластоцисты, когда стволовые клетки одного вида вводятся в эмбрион другого вида на очень ранней стадии, где они развиваются и берут на себя недостающие функции.

То же самое исследователи проделали с мозгом, разработав систему на основе инструмента для редактирования генов CRISPR. Учёные обнаружили, что ген Hesx1 необходим для правильного развития мозга у мышей, а потом создали бластоцисты, в которых этот ген отсутствовал. После этого команда ввела стволовые клетки крысы в бластоцисты, и в результате мозг мыши всё равно правильно развился.

Нейроны крысы и мыши прекрасно взаимодействовали друг с другом и передавали сигналы, а последующий эксперимент восстановил утраченные нейронные цепи у мышей, которые не чувствовали запахов. Крысиные клетки заполнили почти весь мозг мыши, и гибридные зверьки спокойно учуяли печенье, невзирая на отсутствие обоняния до эксперимента.

Конечно, комплементация бластоцисты пока что далека от того, чтобы использовать её на людях, однако успех в данном случае даёт повод думать, что в будущем мы сможем обогащать органы свиней человеческими клетками, чтобы они приживались лучше. Кроме того, возможно, таким образом врачи смогут лечить нейродегенеративные заболевания, от которых в текущий момент нет спасения.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Самый мощный в мире аппарат МРТ впервые просканировал мозг живого человека, тем самым доказав свою эффективность. Изображения позволили заглянуть внутрь головы в сверхвысоком разрешении, а в будущем такие возможности помогут учёным лучше понять, как лечить нейродегенеративные заболевания.

Аппарат Iseult MRI был разработан Французским комиссариатом по атомной и альтернативным видам энергии и обладает силой магнитного поля 11,7 Тесла (Тл). Для сравнения, обычные МРТ-аппараты обладают мощностью 3 Тл. Дополнительная мощность нужна для того, чтобы получать изображения органа гораздо быстрее и с большей детализацией.

Iseult способен сделать изображения мозга всего за четыре минуты, в то время как обычным аппаратам нужно больше двух часов, иначе снимок будет размыт. Однако из-за этого аппарат намного больше своих аналогов: он весит 132 тонны и состоит из 182 километров проводов. Для охлаждения магнитов до необходимой температуры –271,35 °C техники используют около 7500 литров жидкого гелия.

Помимо технических моментов инженеры позаботились и о комфорте пациента, расширив отверстие для головы до 90 сантиметров вместо стандартных 60. Поначалу МРТ тестировали на тыквах, однако теперь, наконец, врачи просканировали 20 здоровых добровольцев. На выходе получились потрясающие изображения, которые демонстрируют строение головного мозга в мельчайших подробностях. Подобная детализация позволит в будущем обнаруживать самые различные химические сигналы, чтобы предотвращать и лечить болезни Альцгеймера или Паркинсона.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Три года назад всё изменилось для Виктора Шарры, когда мужчина повсюду стал видеть демонов. Жизнь 56-летнего дальнобойщика буквально превратилась в каждодневный фильм ужасов, когда он впервые увидел гротескного мужчину, идущего по его квартире. Страшный гоблин оказался соседом Шарры, но его вид ужаснул мужчину: рот соседа был широко вытянут, уши торчали вверх, а глаза расползлись в стороны. И точно так же выглядел каждый человек на улице.

Как выяснилось в ходе обследования, у Шарры нет шизофрении или иных тяжёлых психиатрических болезней. На самом деле, его состояние называется прозопометаморфопсия — это расстройство зрения, которое характеризуется изменённым восприятием лиц. Данное заболевание также называют синдромом демонического лица, поскольку пациенты видят искажённые версии окружающих.

Данный синдром настолько редкий, что всего в мире зарегистрировано лишь 75 случаев. В случае с Шаррой, его болезнь развилась после того, как он ударился головой об заклинившую дверь грузовика, однако мужчина также сообщил, что позднее он отравился угарным газом. Когда Шарра впервые увидел страшную версию своего соседа, он впал в ужас и запаниковал. После этого мужчина вышел на улицу и заметил, что у каждого человека было лицо демона.

Впрочем, искажёнными Шарра видит лишь реальных людей, а вот на фотографиях лица выглядят вполне нормально. Благодаря тому, что он обратился к специалистам, врачи смогли создать двухмерное изображение того, как люди с этим редким синдромом видят окружающий мир. Говоря о причинах болезни, прозопометаморфопсия может развиться в результате эпилепсии, травмы или ишемического инсульта, когда кровоснабжение мозга блокируется, а ткани начинают голодать, что приводит к гибели клеток.

Спустя три года после рокового дня Шарра поделился, что всё ещё видит лица демонов, хотя он уже привык к этому состоянию. Впрочем, мужчина надеется, что когда-нибудь он проснётся здоровым. Помимо травмы и отравления, у него также выявили кисту в гиппокампе, которая может нарушать работу мозга, однако пока что неизвестно, будет ли киста удалена и поможет ли это в борьбе со страшным недугом.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Известно, что мозг быстрее остальных органов разлагается после смерти, однако археолог Александра Мортон-Хейворд из Оксфордского университета привела 1300 случаев, когда мозг естественным образом сохранился. Некоторым из этих органов свыше 12 000 лет, и такие артефакты вызвали у археологов изумление и любопытство.

Чаще всего сохранный мозг обнаруживали на затонувших кораблях и в затопленных могилах, причём остальные органы при этом были уничтожены. Чтобы выяснить причину такого загадочного бальзамирования, Мортон-Хейворд провела первое в истории систематическое исследование этого явления, собрав базу данных более чем 4400 сохранившихся человеческих мозгов, найденных по всему миру.

Сканирование в аппарате МРТ выявило, что в одном образце оказалось очень много железа, и это может быть объяснением такой сохранности органов. К примеру, святая покровительница сирот Ядвига Силезская была похоронена в Польше в 1243 году, а при эксгумации в 17 веке оказалось, что её мозг прекрасно сохранился. В то время, как миряне объясняли случившееся чудом, Мортон-Хейворд считает, что причиной тому железо. При определённых обстоятельствах железо может катализировать образование поперечных связей между белками и липидами, образуя молекулы, устойчивые к деградации.

В других случаях органы так хорошо сохранились благодаря заморозке — например, тела, принесённые инками в жертву, закапывали на вершине вулкана в Южной Америке. Люди, которых обнаружили в болотах, сохранились благодаря процессу дубления, а в братских могилах человеческие мозги прошли через процесс омыления. Некоторые из этих механизмов схожи с теми, которые врачи наблюдают при нейродегенеративных заболеваниях вроде деменции, поэтому археологи убеждены, что если мы поймём происходящее с мозгом после его смерти, мы ближе подберёмся к успешному лечению этого органа при жизни.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Как оказалось, прослушивание живой музыки вызывает совершенно иные эмоции, чем прослушивание записей, поскольку оно стимулирует повышенную активность в мозге. Эксперты из Цюрихского университета в Швейцарии выяснили это опытным путём, просканировав мозг добровольцев.

Сперва учёные сочинили 12 музыкальных произведений длиной 30 секунд каждое, при этом половина из них должна была вызывать негативные эмоции вроде печали, а остальные композиции должны были вызвать положительные эмоции — радость и воодушевление. Минорные произведения специально написали при помощи дисгармоничных аккордов, чтобы усилить эффект.

После этого специалисты набрали 27 человек без музыкального образования, которые должны были прослушать эти 12 композиций дважды — один раз в исполнении живого пианиста, а второй раз в виде записи. Живую игру добровольцы слушали через динамик, лёжа в МРТ-сканере, при этом между произведениями сохранялась 30-секундная пауза. Все отрывки звучали в случайном порядке, а сами испытуемые не знали, когда играет запись, а когда музыку исполняет живой пианист.

Пианист мог адаптировать скорость и громкость игры в зависимости от того, как участники реагировали на звуковые стимулы, и всё это время мозг добровольцев сканировали учёные. Как оказалось, записанная музыка не вызывает такой реакции мозга, как живая игра, когда пианист адаптировался к аудитории. Живое исполнение как негативных, так и позитивных композиций вызвало повышение активности в левом миндалевидном теле, которое отвечает за формирование эмоций. А это означает, что присутствие на концертах усиливает эмоциональную реакцию, которая подкрепляется социальным опытом из-за большого количества людей рядом.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Команда из американского Калифорнийского университета выяснила, что мозг особым образом реагирует на музыку, тонко различая высоту звука и предугадывая каждую ноту. Оказывается, наши нейроны вполне успешно понимают контекст, закодированный в музыке, — наподобие того, как они различают эмоциональность речи.

Уже было известно ранее, что в слуховой коре мозга есть специальные нейроны, которые предсказывают фонему речи на основе имеющихся знаний. Это похоже на работу нейросети, которая, обучившись на определённом массиве информации, предугадывает слова пользователя и готовит на них ответ. Однако до сих пор не было известно, есть ли у нас подобная специфическая система, которая обрабатывает конкретно музыку.

Чтобы это понять, нейрохирурги из университета попросили у восьми добровольцев измерить работу их мозга, пока пациенты проходили хирургическое лечение эпилепсии. Во время операции участникам включили музыку и речь и, как оказалось, мозг задействовал одни и те же нейроны как для оценки высоты тона в музыке, так и для оценки речи. Однако за предугадывание контекста отвечали совершенно разные группы нейронов.

Таким образом, используя уже знакомые музыкальные паттерны, слуховая кора предугадывает, какие ноты прозвучат в мелодии дальше. Для такой сложной работы нейроны обучились абстрактной обработке контекста нот, которая побуждает нас испытывать тонкие эмоции во время прослушивания музыки. Учёные заключили, что подобная суперспособность развилась у нас в ходе эволюции, поскольку она помогала предугадывать события.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах