Можно ли переучить нервные клетки

Учёные расширили представления о пластичности головного мозга. В случае необходимости даже специализированные двигательные нейроны можно научить выполнять абсолютно чуждые им функции.

Биоинженеры, разрабатывающие нейроуправляемые протезы, всегда сталкиваются с одной и той же проблемой: как осуществить связь между протезом и мозгом. Протез представляет собой некое электронно-механическое устройство, но управляющие сигналы к нему поступают от нервов. Проблема даже не в том, как перевести нейронные импульсы в электронные машинные сигналы. Во многих случаях, когда возникает потребность в таком протезе, у человека оказываются повреждены нервы в спинном или головном мозгу, отвечающие за руку или ногу. С другой стороны, нейроны мозга обычно имеют дело с другими нейронами, которые продолжаются в конечность и отвечают за работу мышцы. Но если вместо конечности у нас электромеханический протез, это значит, что мозговым нейронам нужно работать с таким «партнёром», с которым они никогда не сталкивались.

То есть задача состоит в том, чтобы переучить какие-то нейроны, заставить их выполнять несвойственные им функции. Возможно ли такое?

Нейрофизиологи из Калифорнийского университета в Беркли (США) уверены, что вполне возможно: в статье, опубликованной в журнале Nature, они описывают эксперимент, в ходе которого была произведена перенастройка нейронов крысы. Животных снабжали устройством, декодировавшим нейронные импульсы в звук. Этот прибор собирал информацию от нейронов, отвечающих за подёргивания крысиных вибриссов. Затем крысам ставили задание: они могли получить угощение, если звук, издаваемый декодирующей машиной, был определённой высоты.

За две недели животные научились управлять своими нейронами по звуку: активность моторных нервных клеток была именно такой, которая позволяла получить вознаграждение. При этом обычное возбуждение нейронов, соответствующее движениям усов, в данном случае оказывалось «неправильным» — звук был не той высоты. Крысы могли различать вид угощения: для подслащённой воды нейроны должны были «звучать» на высоких нотах, для еды — на низких.

Итак, нервные клетки ставились в совершенно неестественные условия — и, как показала практика, оказались вполне способны к перестройке. Как это получилось у крыс — загадка; если прибегнуть к весьма сомнительному сравнению, можно сказать, что крысы научились иначе «думать». В результате двигательные нейроны вибриссов перестали работать в привычной для них манере и начали генерировать совершенно новые импульсы, подчиняясь центрам пищевого поведения.

С теоретической точки зрения это чрезвычайно важный результат, значительно расширяющий представление о пластичности головного мозга. С практической же стороны это значит, что мозг обладает достаточной гибкостью, чтобы переучиться в случае необходимости на управление протезом. По мнению учёных, при должной тренировке эту работу могут взять на себя даже те нервные клетки, которые в норме ни с какими движениями не связаны.




Подготовлено по материалам: Калифорнийского университета в Беркли

http://www.invalife.ru/news-view-3264.html