Редактор GeekTimes
790,8
рейтинг
29 июня 2015 в 19:08

Шведские учёные создали искусственный нейрон, способный общаться с живыми нейронами

image

Шведские учёные из Каролинского института сумели создать полностью рабочий искусственный нейрон на основе органической биоэлектроники. В нём нет «живых» частей, но он способен имитировать работу нервных клеток мозга и общаться с другими нейронами.

Нейрон — специализированная клетка центральной нервной системы. Они образуют нейронные сети, в которых клетки общаются друг с другом посредством сигналов. Сигналы испускаются и распространяются клетками с помощью ионов, генерирующих электрический заряд, который движется по телу нейрона. Заряд идёт по аксону (длинному отростку), доходит до окончания, где в синапсе преобразовывается в химические передатчики сигналов — нейромедиаторы (или нейротрансмиттеры).

Нейромедиаторы — это биологически активные химические вещества, которые передают импульсы от нервной клетки через синаптическое пространство между нейронами, а также, например, от нейронов к мышечной ткани.



До недавнего времени симуляция деятельности нейронов осуществлялась исключительно путём подачи электрических сигналов. Но теперь шведские учёные создали биоэлектронное устройство, способное получать и распознавать химические сигналы, которые оно затем может передавать человеческим клеткам.

«Наш искусственный нейрон сделан из токопроводящих полимеров и работает, как человеческий,- говорит ведущий исследователь Агнета Рихтер-Далфорс, профессор клеточной микробиологии. — Чувствительный компонент искусственного нейрона „ощущает“ изменения в химических сигналах и транслирует их в электрические. А на втором этапе электрический сигнал преобразовывается в нейротрансмиттер ацетилхолин, который уже может воздействовать на живые клетки».

Пока что устройство не достигло размеров настоящего нейрона. Как раз следующей целью исследователей будет его миниатюризация, после которой станет возможна его имплантация в человеческое тело. Таким образом, станет возможной борьба с различными болезнями, связанными с нарушениями работы нервной системы.

Можно будет стимулировать нейроны на основе химических сигналов, получаемых от различных частей тела. В будущем это поможет даже обойти участок с повреждёнными нервными клетками для восстановления их функционирования.
Вячеслав Голованов @SLY_G
карма
126,2
рейтинг 790,8
Редактор GeekTimes
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (40)

  • +18
    image
  • –2
    Интересно, наркоманию можно будет лечить?
    • +1
      А расскажите, как это может быть применимо к наркомании?
      • +1
        Например, подавлять позыв уколоться.
    • 0
      Если дело не дошло до химической зависимости, наркоманию проще вылечить при помощи психиатра и электрического ошейника.

      Но вообще не думаю, что нейроны применимы в этом деле, там ведь для многих веществ главную роль играют рецепторы, а тут уж хоть искусственный, хоть натуральный нейрон, вряд ли будет разница или пути обхода.
      • 0
        электрического ошейника

        Желание есть конфеты отбирается электрической мухобойкой!
    • +3
      Можно будет её вывести на новый уровень. Технологически ведь не будет особых препятствий вывести от этого нейрона интерфейс для его стимуляции или например, торможения. А дальше всё по накатанной — блютус-модуль, приложение в маркетах, Apple совершает очередную революцию с гаджетом iТорчок и так далее.
    • 0
      Её можно будет вывести на новый уровень, посылая определённого рода сигналы.
  • +5
    Я думаю это путь к созданию вживляемых нейроинтерфейсов. Грег Иган и не только любит их использовать в своих романах.
    • +2
      При прочтении возникла та же мысль. А если немного её развить, то, возможно, дойдет и до расширения самого мозга. Я не специалист в этом совсем, но хочется верить. А получится ли такое развитие технологии: создаем из подобных нейронов копию мозга, постепенно подключаем и заменяем фрагменты живого мозга? Возможен ли переезд личности в это жилище? Помнится, кто-то из очень уважаемых людей выдвигал такой вопрос касаемо личности: допустим, мне заменили маленький кусочек мозга и он прижился и работает. Личность никуда не делась. Это все еще Я. Потом заменили следующий, следующий и т.д. В итоге мозг полностью заменен, но Я ли это?
      • +6
        Парадокс личности. Что такое личность, существует ли она в отрыве от наших воспоминаний? Если переписать нашу память в другой носитель то личность останется или нет? Можно ли утверждать что личность человека который засыпал идентична личности человека который просыпается? Если человек получил травму мозга и не помнит свое прошлое, для внешнего наблюдателя у него изменился характер, привычки и повадки, личность осталась или нет? Я прихожу к выводу что достаточно сохранить нашу память что-бы сохранить личность, все остальные ухищрения вызваны нашими предрассудками которые в свою очередь вызваны незнанием.
        • 0
          Не совсем так. Я заснул и проснулся — это Я. Получил травму мозга — это тоже Я, только покалеченный. Сделали полную копию личности — Я остался в оригинале, а в копии такая же личность, но не Я. Допустим телепорт: Я разобран на атомы в точке А и идентично собран в точке Б. С точки зрения стороннего наблюдателя в точке Б он видит того же человека, которого разобрали в точке А, но Я, моё сознание — умерло в точке А. Я перестал существовать. Тот, кого собрали в точке Б продолжает жить и помнить и ощущать себя, но это копия. Личность осталась, сознание умерло. Как-то так… Могу напутать с терминологией. IMHO.
          • 0
            Да, именно так, при условии что личность и самосознание хранится в мозге, в электрических и химических связях нейронов.

            Некоторые люди и религии верят в нематериальную бессмертную душу из которой уже исходит самосознание. Если принять это как гипотезу, тогда телепортация всего человека (тело + самосознание) посредством, грубо говоря, 3D-принтера становится теоретически возможной. Воссоздание материи сводится к инженерной задаче, осталось разобраться с API души ;-)
            • 0
              Тут тоже сложности возникают. Ведь сознание, характер, память, мысли — это совокупность электрических импульсов и связей в мозге. А настроения, эмоции, желания — это химия, управляющая той электрикой. И наоборот. Управление двустороннее. Мозг хочет жить и размножаться. У него есть периферия в виде тела, которое снабжает его энергией. Он собирает данные с датчиков тела и принимает решения. Плохо мозгу — он побуждает тело к действию. Телесные удовольствия пишут в мозг определенные паттерны. У червя нервная система маленькая — он ползает и жрет. У человека куча параметров — он выживает в социуме и много думает. Но суть похожая. Это я к чему? Если вынуть мозг из тела — он не сможет жить без сенсорных раздражителей. Попробуйте полежать в темной комнате в воде телесной температуры в тишине пару часов неподвижно… Если перенести сознание в полностью цифровой вид, что оно будет делать без гормонов и прочего? Чистый разум? Мыслить? О чем, если нет желаний и мотиваций? Но это риторические вопросы. Надеюсь увидим и попробуем.
              • 0
                Я думаю, приспособимся и к этому :)
              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
              • 0
                А что, вы думаете, чистому разуму не будет чем заняться? Или любой интерес возможен только в теле? Например отладить написанную для себя программу? С едой эта задача не связана, с социумом — вполне возможно тоже. Но хорошо работающая программа приносит удовольствие. Ее можно писать и в ванне с теплой водой и без света. Неудобно, наверное, но можно. =)
                • 0
                  Удовольствие приносит серотонин. От написания программи и до удовольствия есть длинная цепочка событий и она основана на нашей гормональной природе. Так что это очень уместный вопрос.
            • 0
              Пока никто на ее интерфейс не наткнулся. Должна же быть точка сопряжения материального и нематериального. А если наткнутся, то, может быть, вопросы всех этих копирований и переносов отпадут вообще. Зачем все эти костыли, если и так есть бессмертная душа?
          • +1
            А в чем собственно разница между копией и оригиналом, если они функционально эквивалентны? Весь прикол в том, что отношение прошлого Я и будущего Я не тождественно, а асимметрично из-за изменений, происходящих во времени. Во время существования прошлого Я не существует ни одного будущего Я, прошлый Я воспринимает его чисто гипотетически. Будущий Я ассоциирует себя с прошлым Я благодаря сохраняющейся общей памяти, но не является в точности таковым. Если таких будущих Я будет несколько, кто из них будет «тем самым» прошлым Я? Учитывая, что никакого однозначного тождества нет и прошлого Я тоже больше нет, а есть память, — значит, каждый. Феноменально? Вряд ли более, чем многократно наблюдаемый факт появления одного Я из нуля. В реальности любой Я живет исключительно в настоящем. Копирование будет означать появление двух или более новых личностей с состояниями, расходящимися из какого-то общего. Но не более «новых», чем любая существующая личность, которая точно так же изменяется со временем без всякого копирования.
            • 0
              Ну вот конкретно Вы хотите жить лет до 200-1000, например? Мы снимем сейчас копию Вашей личности полностью, вплоть до атома и положим на флешку. Допустим, Вы умерли в 138 лет, активнсть мозга прекратилась. Мы создали тело из Вашей ДНК и вырастили мозг согласно записанному на флешку. Идентично полностью. Для нас, наблюдателей, из автоклава выйдете Вы — именно тот человек, которого мы знали. Но Вы, тот кто себя сейчас осознаёт, сидя перед монитором уже не будете существовать. Вы исчезли, умерев в 138 лет. Для Вас тот воссозданный организм будет другой личностью, пусть и идентичной с Вами.
              • 0
                Человек, который сидит перед монитором, если копирование состоится позже этого момента, будет существовать в двух экземплярах, только не параллельных, а в данном случае разнесенных во времени. Один будет жить как обычно до 138 или сколько там лет и будет ощущать себя тем самым человеком, но не наоборот (у молодого нет никакой памяти о 138-летнем). Другой ощутит себя переместившимся во времени из прошлого, предшествовавшего копированию, о котором у него сохранится память, и при этом будет ощущать себя ровно тем самым человеком. Разумеется, если копирование как таковое вообще возможно. Но сам этот мысленный эксперимент не может служить никаким опровержением возможности копирования. Он указывает только на когнитивную глючность нашего мозга и его склонность принимать субъективное восприятие реальности за объективную реальность. Почему-то нас не удивляет наблюдаемое сплошь и рядом появление, в общем-то, не существовавшего ранее состояния мыслящего субъекта путем изменения прошлого состояния, а также появление новых субъектов практически из ничего, из полностью отсутствующей нервной системы; почему же нельзя допустить, что на основе одной и той же информации появится не один, а два субъекта, которые после этого начнут постепенно расходиться? Подозреваю, феномен сознания по мере изучения и модификации его матчасти раскроет нам намного больше, чем простое копирование, и такого, что сейчас сложно даже представить.
              • 0
                Да зачем фантазировать про будущее? Можно просто задуматься на тему, почему вы наблюдаете окружающую действительность. Существует и существовали миллиарды мозгов, но вы никогда не осознавали себя и не наблюдали этот мир.
          • 0
            Сделали полную копию личности — Я остался в оригинале, а в копии такая же личность, но не Я.Мне кажется, это зависит от процесса снятия копии. Если на время снятия ваше сознание (включая подсознание и пр.) «отключено» и/или время снятия копии стремится к 0, то в момент сразу после снятия копии, оба, и оригинал и копия — это идентичные Я. Но в первые же мгновения после запуска копия — они расходятся в Я0, Я1 и Я2.
            На мой взгляд личнось это опыт на микро-уровне. Т.к. мозг это нейросеть, то он накапливает опыт и то что он накопит зависит от всего вокруг него: тело (его физические способности могут ограничивать больше или меньше), органы восприятия (позволяют воспринимать больше или меньше (чем у других людей, например)), сам мозг (он может иметь дефекты, отклонения в развитии и т.п.). Соответственно и опыт накопленный им будет иметь «следы» этого «окружения». Т.е. срез личности (временной) несет в себе все с чем она столкнулась за это время. Но личность — это скорее процесс, чем сущность. И ее перенос в другой носитель-процессор (скорее процессор, ведь она — процесс) не повлияет на нее. Почти…
            Не так давно на «хабре и иже с ним» я читал, про то что любую задачу можно загрузить в нейросеть любого размера. И она будет работать, но точность решения задачи будет прямо пропорциональна размерам сети.
            Т.к. личность — это задача для нейросети, то ее теоретически можно перенести и в меньшую по объемам связей нейросеть, но она при этом пропорционально деградирует.
            По поводу души у меня тоже есть некоторые мысли, но они еще не оформились в текст, который можно здесь написать.
        • 0
          А если представить, что отдельной личности вообще не существует, что всё лишь часть целого, то по идеи ничего страшного при переносе её в другой носитель не должно случиться. Точнее даже, не будет никакого способа доказать, что случилось что-то страшное.
          • 0
            Я думаю что Вы правы, по крайней мере я тоже думаю в этом направлении так как в данный момент времени невозможно узнать правы мы или нет.
          • 0
            Тогда зачем что-то переносить? Можно просто помереть. Ничего страшного не произойдет, «Я» останется частью целого.
  • 0
    Пенроуз в Новом Разуме Короля и Тенях Разума писал, что с большой долей вероятности сам невычислительный процесс работы сознания поддерживается микроструктурами внутри клетки. А у такого устройства эти микроструктуры отсутствуют. Если предположение Пенроуза верно или же верна другая сходная картина, то такое устройство не сможет столь же эффективно принимать участие в работе сознания, как это делают живые нейроны, а сможет лишь симулировать их деятельность. То есть будет годиться для замены небольшого количества поврежденных нейронов, но не для крупных участков нервной системы.
    • 0
      Боюсь, пока более менее крупные структуры из таких нейронов не соберут, этот момент так и останется не очевидным.
  • 0
    Может тут кто знает. Известно явление под названием «аксональная задержка». Внимание, вопрос. АЗ ассоциируется с нейроном или с терминалями? Иными словами, если нейрон сработал, все постсинаптические нейроны получают потенциал одновременно или с разными задержками? Спасибо
    • +1
      Не уверен на 100%, но деполяризация не может одновременно добежать до всех синапсов, так как на конце аксон разветвляется, и дальше сигнал идёт по множественным путям разной длины. Этим временным расхождением по сравнению с длительностью пробега сигнала по аксону, думаю, можно пренебречь. Это не фича, а просто особенность конструкции.
  • 0
    Если проводить аналогии с развитием компьютеров, то так же, как со временем появились многопроцессорные системы, можно будет ожидать двух и более мозговых людей.
    • +1
      Жгём глубже.

      Можно будет брать напрокат мозг другого человека. Сдавать свой на время.
      Ну например, плохо у меня с правописанием, а у кого то хорошо, так я взял и по беспроводному каналу арендовал на время экзамена часть его мозга.

      Ментальное объединение всех людей, вообще страшная штука.
      • 0
        И причем бесплатно, рассчитывается рейтинг, вроде того, что на торрент-трекерах, сколько «раздал», сколько «воспользовался». Даже не могу определиться, страшно это, или прекрасно.
        • +1
          фраза «не насилуй мой мозг», обретёт новый смысл.
      • 0
        Зачем арендовать, если можно просто купить искусственный мозг в виде сервера, набить его необходимыми подпрограммами и подключаться к нему через интернет из любой точки? Там же вывести канал в гугл с википедией :)
        • 0
          А на время подготовки к ЕГЭ можно будет арендовать виртуальный мозг?
    • –1
      А в человеке итак многомозговость заложена природой) Там же два полушария, идентичных.
      • 0
        полушария — это ядра
      • +1
        Не идентичных.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.