Память представляет собой процесс, в котором нейроны в некоторых регионах мозга кодируют информацию, сохраняют и восстанавливают её. Некоторые виды заболеваний и травм, в том числе черепно-мозговая травма (ЧМТ), болезнь Альцгеймера и эпилепсия могут нарушить этот процесс и привести к потере памяти. По данным исследования, с 2000 года около 270000 обследованных военнослужащих в различной степени потеряли память вследствие ЧМТ.
Целью работы учёных Ливермо́рской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (LLNL) совместно с агентством по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA) было разработка устройства, которое использует записи в реальном времени и имеет обратную связь, стимулирующую нервные ткани для восполнения пробелов в поврежденном мозге и возвращающего способность как формировать новые, так и восстанавливать прежние воспоминания человека.
Исследование финансировалось программой «Восстановление Активной Памяти» (Restoring Active Memory) DARPA. В рамках этого проекта DARPA также сотрудничает с Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе (UCLA) и университетом Пенсильвании (UPenn).
В частности, группа инженеров будет стремиться создать систему нейромодуляции – сложной системы для модулирования нейронов, для расследования областей мозга, связанных с памятью, чтобы понять, как формируются новые воспоминания. Устройство будет разработано в Центре биоинженерии при LLNL.
«В настоящее время нет эффективного лечения потери памяти в результате таких заболеваний, как ЧМТ», – утверждает руководитель проекта LLNL Satinderpall Pannu, директор Центра биоинженерии при LLNL, уникального объекта, посвященного изготовлению биосовместимых нейронных интерфейсов. «Это уникальная шанс для DARPA: использовать расширенные возможности Ливерморской лаборатории по разработке передовых медицинских устройств».
LLNL будет разрабатывать миниатюрное, беспроводное нейронное устройство, которое будет имплантироваться в мозг пациентов с ЧМТ. Устройство имплантируют в область энторинальной коры и гиппокампа, это позволит стимулировать записи по 64 каналам, расположенным на паре матриц электродов высокой плотности. Энторинальная кора и гиппокамп являются областями мозга, связанные с памятью.
Массивы будут подключаться к имплантируемому устройству- нейропротезу, способному к беспроводной передаче данных. Внешняя электронная система, носящаяся на ухе, будет хранить цифровую информацию, связанную с хранением и поиском информации.
«Программа «Восстановление Активной Памяти» пытается решить огромную проблему затрагивающих многие дисциплины от фундаментальных исследований мозга в медицине до новейших разработок вычислительной техники и инженерии», – говорит один из авторов работы Ицхак Фрид. «Но в конце концов это решение проблем страдающего человека, будь то раненый военный или пациент с болезнью Альцгеймера».
Полная реализация проекта по восстановлению активной памяти развернётся в течение ближайших четырёх лет.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
DOE/Lawrence Livermore National Laboratory
