Биологический суперкомпьютер обеспечил решение сложной задачи

Прорыв в нейрофизиологии совершили ученые из университета Дьюка в Дареме (США). Мозг трех макак-резусов и четырех крыс они объединяли в локальные сети, что позволило задействовать биоресурсы для совместного решения задачи. Достижение поможет усовершенствовать существующие нейроинтерфейсы, объединять мозг людей для совместной работы над серьезными научными или экономическими проблемами, а также помогать людям с ограниченными возможностями заново учиться ходить, говорить, пользоваться протезами.

Мигель Николелис (Miguel Nicolelis), один из авторов эксперимента, отмечает:

«Это первая демонстрация работоспособного интерфейса мозг-компьютер с опцией совместного подключения, который, как мы надеемся, будет развиваться, как и его обычные предшественники, двигаясь от опытов на животных к клиническим испытаниям. Мы предвидим, что наше изобретение найдет свое место в медицинской практике уже очень скоро».

Нейроинтерфейс представляет собой набор микрочипов, компьютерных программ и особых электродов. Он позволяет подключать к мозгу человека или животного искусственные конечности, глаза и другие органы чувств, аналогов которых в природе может и не быть – в частности, рентгеновизоры и тепловизоры. Николелис в течение нескольких последних лет занимается разработкой нейроинтерфейсов и является одним из пионеров в области нейропротезирования. К слову, созданием нейроинтерфейсов занимаются и российские ученые. На выставке «Иннопром-2015» они продемонстрировали экзопротез коленного сустава, который управляется силой мысли.

Первый успешный эксперимент по созданию локальной нейросети Николелис и его коллеги провели в марте 2013 года. Тогда мозг двух крыс, находящихся на значительном расстоянии друг от друга, объединили с использованием средств сети Интернет. «Органический компьютер» позволил крысам осуществлять обмен информацией.

В новом эксперименте обезьян обучили контролировать движения виртуальной руки на экране компьютера. Каждая из трех макак отвечала за управление двумя из трех осей движения — X и Y, X и Z, Y и Z. В двигательную кору животных встроили более 700 электродов, а нейроинтерфейс позволил им обмениваться данными о положении руки на экране и корректировать её движение. Спустя несколько часов три макаки управляли рукой не хуже, чем одна.

Второй эксперимент был значительно сложнее. В нем в нейросеть объединили мозг четырех крыс, и «биокомпьютер» научили предсказывать, будет ли сегодня дождь, а также решать простые вычислительные задачи. В результате подключения нейроинтерфейса и объединения ресурсов наступление дождя предсказывалось точнее, а задачи решались быстрее.