Крыс научили телепатии через интернет

Фото: Коллаж PublicPost

Благодаря современным технологиям пара крыс обрела способности к телепатии — передаче информации из мозга в мозг. Авторы эксперимента не исключают, что на очереди — люди.

Чтобы сомнений не было, животных разнесли на тысячи километров — первая крыса осталась в США, а вторая отправилась в Бразилию. Но и между континентами "передача мыслей" прошла успешно: американская крыса делала выбор на основе информации, переданной от бразильской. Из мозга — прямо в мозг.

Двусмысленного слова "телепатия" авторы, конечно, избегают, но описывают результат еще более интригующе: "Мы создали центральную нервную систему, состоящую из двух мозгов". По их мнению, работа может стать шагом к "органическому компьютеру", который будет использовать объединенные нервные системы множества животных, обменивающиеся двигательной и сенсорной информацией друг с другом.

Команда выходца из Бразилии Мигеля Николесиса уже известна своей предыдущей, не менее нашумевшей работой: ученые имплантировали в мозг обезьяны микроэлектроды, которые позволили ей управлять роботом буквально "силой мысли". Животное благополучно хваталось рукой-манипулятором за банан, хотя и находилось, опять же, на другом континенте. Ими же были проделаны опыты по прямому подключению нейронов сенсорной коры к инфракрасному датчику. В результате взрослая крыса обрела "суперсилу" — возможность видеть свет в этой части спектра.

"Мозг, — отмечают ученые, — оказывается невероятно гибким. Он легко адаптируется к восприятию информации с внешнего, искусственного сенсорного устройства. Поэтому мы задались вопросом о том, не могут ли в качестве этого устройства выступать сенсорные нейроны другого тела".

Для этого пару крыс сперва обучили решать несложную задачу: из нескольких рычагов нажимать тот, над которым загорается лампочка, и получать в качестве вознаграждения воду. Затем животные пошли под нож, и в двигательную (моторную) кору мозга им внедрили микроэлектроды. Каждый в сотню раз тоньше человеческого волоса, они позволили с высокой точностью замечать активность пары десятков нейронов двигательной коры и так же "адресно" стимулировать их активность.

Одним из соавторов исследования стал наш соотечественник Михаил Лебедев, выпускник МФТИ и старший научный сотрудник Центра нейроинженерии Университета Дарема. Специально для PublicPost он прокомментировал работу.

Михаил Лебедев:

"Задача имплантации нужного отдела мозга, на самом деле, не слишком сложная. Мозги у всех крыс одинаковые, детально изучены и "картографированы". Зная координаты, зная, где моторная кора, где сенсорная, попасть электродом в нужную группу нейронов довольно просто".

Итак, первая крыса стала "устройством ввода". Как только она видела свет лампочки и нажимала на нужный рычаг, активность двигательной коры регистрировалась электродами, передавалась на компьютер и после необходимой обработки — на электроды в моторной коре второй крысы, сидящей перед точно такими же рычагами, лампочки над которыми не загорались никогда. В своем выборе эта крыса вынуждена была полагаться только на информацию, полученную от первой.

Михаил Лебедев:

"В природе крысу, конечно, никто никогда не стимулирует электродами, и для нее это весьма необычное переживание. Для мозга это совсем не то же, что сигналы, поступающие от собственной нервной системы, ему необходимо обучиться воспринимать и интерпретировать эти "голоса в голове". Поэтому предварительно их тренируют, чтобы научить распознавать эту стимуляцию.

Мы проводим такие опыты и на обезьянах, и могу сказать, что в первый день электростимуляции животное просто не понимает, что с ним происходит, что это такое. Только через несколько дней оно начинает понимать эти сигналы — это выглядит, как развитие нового вида ощущений. Только тогда можно начинать усложнять сигнал, добиваясь нужного результата".

Чтобы стимулировать крыс к эффективной работе в таком телепатическом тандеме, задачу чуть усложнили: если вторая нажимала неверный рычаг, то и первая награды не получала. Уже вскоре поведение и мозговая активность обеих крыс подстроились под новую ситуацию.

Разумеется, аккуратность регистрации и передачи информации пока далека от идеальной, и вторая крыса вряд ли будет всегда делать правильный выбор. По расчетам авторов, в лучшем случае они могли добиться 78% успешных попыток. На деле уже в первых опытах было получено 70% "попаданий".

Другая пара крыс обменивалась уже не двигательной, а сенсорной информацией. Чтобы узнать, где можно получить воду, животное должно было ощупать своими чувствительными усиками отверстие. Если оно оказывалось узким, наполненную плошку можно было получить, нажав слева от отверстия, если широким — справа. Затем — все, как раньше: скальпель, электроды, тренировки. В этом случае авторам удалось добиться 65% успешных попыток, что, впрочем, тоже заметно больше возможного процента случайных попаданий.

Михаил Лебедев:

"В данном случае мы выбрали передачу информации с сенсорной коры на сенсорную и с двигательной на двигательную. В будущем же, возможно, опробуем и перекрестную передачу: и с сенсорной на двигательную, и наоборот".

Исследователи повторили опыты, отправив первую крысу коллегам в бразильский институт ELS-IINN. Все прошло удачно, и вторая крыса, оставшаяся в Университете Дарема, действовала не менее успешно, получая информацию от партнерши через интернет, невзирая на связанный с этим дополнительный шум.

Михаил Лебедев:

"На самом деле, главная практическая задача у всей этой тематики с интерфейсом "мозг — компьютер" — насущная. Это, прежде всего, создание каких-то устройств помощи парализованным людям, которым можно было бы устанавливать некий имплантат. Он бы регистрировал активность их мозга и позволял управлять компьютером или передавал команду на мышцы. Или — больные с инсультом, у которых разрушен участок мозга: мы могли бы соединять, восстанавливать нарушенные связи между группами нейронов...

Но если мы готовы восстанавливать связи в мозге, то логическим развитием этого будет связать один мозг с другим. Это уже, конечно, из области фантастики, но почему бы нет? Представьте, что парализованный человек мог бы просить другого — "потрогай за меня" или даже "съезди за меня к морю, я посмотрю на него твоими глазами и почувствую твоей кожей". Разве это было бы не здорово?"

Напомним, что в этих умопомрачительных опытах Николесис и его коллеги использовали лишь около 20 нейронов, хотя еще в прошлом году добились возможности регистрировать активность почти 1900 клеток одновременно. А в течение следующих пяти лет надеются увеличить эту цифру до 10-30 тысяч, добившись более точной передачи и большего количества передаваемой информации на пути к "органическому компьютеру".

Михаил Лебедев:

"Ну вот, мы соединили двух крыс — а представьте, что их будет десять? Они передают сигналы друг другу, обмениваются — мы можем создать новые виды социализации, это же очень интересно!.. А если пятьсот? Мы, наверное, в самом деле получим какой-то особый компьютер, способный решать какие-то задачи. Уверен, что рано или поздно такие исследования будут сделаны — и тогда мы увидим, что будет".