Neuronowe implanty pomogą w podejmowaniu decyzji

Badacze poczynili milowy krok w studiach nad leczeniem dysfunkcji mózgu towarzyszących różnym chorobom i urazom powypadkowym - dokonali tego poprzez analizę przywracania procesów podejmowania decyzji u małp. Grupa naukowców z Wake Forest Medical Centre, University of Kentucky i University od Southern California, wszczepiła do czołowych płatów mózgów zwierząt aparaty neuronowe - dzięki temu udało się nie tylko wyleczyć, ale nawet usprawnić ich zdolność podejmowania decyzji, gdy naturalne funkcje poznawcze były zaburzone.

Studium, opublikowane w piśmie Journal of Neural Engineering, zakładało użycie protezy neuronowej, która składa się z szeregów elektrod mierzących sygnały płynące z neuronów w mózgu. Kalkulują one, w jakim stopniu małpia umiejętność wykonywania zadań pamięciowych może zostać odtworzona.

W czasie testów pamięci krótkotrwałej pokazywano na ekranie obraz, po czym stawiano przed małpami zadanie wybrania takiego samego obrazu spośród kilku innych.

Pięć małp tego samego gatunku było trenowanych przez dwa lata, aż do osiągnięcia wyniku 70-75 procent poprawności w wykonywaniu zadania.

Implanty były umieszczone w dwóch warstwach korowych mózgu i notowały jego aktywność w obszarze struktur znanych jako minikolumny w korze przedczołowej.

W doświadczeniu wykorzystano model MIMO (ang. multi-input multi-output nonlinear), który stanowi rodzaj specyficznego kalkulatora i który ma za zadanie wykrywać związek pomiędzy sygnałami (ang. input) a wydajnością (ang. output) mózgu.

W przypadku aktywności neuronowej, wydajność to zwykle wzór, według którego w trakcie wykonywania zadania „zwalniane” są kolejne neurony. Model MIMO jest w stanie przewidywać zachowanie neuronów i stymulować te, które są potrzebne.

„Powodem, dla którego MIMO z skutecznie poprawia zdolność wykonywania zadań, jest fakt, że został zaprogramowany tak, aby analizować zwalnianie komórek, które następuje w momencie, gdy zwierzęta poprawnie wykonają zadanie. Mózg nie produkuje poprawnego >>wzorca<< w każdym podejściu” - tłumaczy Sam Deadwyler, główny autor.

W kwestii użyteczności tej metody w leczeniu ludzkich mózgów, profesor Deadwyler mówi: “W przypadku chorób lub urazów, przez które dysfunkcją objęte są większe obszary mózgu, system mógłby programować dostarczanie odpowiednich wzorców do części, które powinny otrzymywać sygnały z tych uszkodzonych - przywracając tym samym utracone funkcje”.