Живой чип для мозга: впервые создан имплантат с живыми нейронами

Технологии, соединяющие мозг человека с компьютером, продолжают развиваться, предлагая все больше инновационных решений. Калифорнийский стартап Science Corporation разработал новый подход к созданию интерфейсов мозг-компьютер, основанный на использовании живых нейронов. Такой подход, по мнению разработчиков, может обеспечить точность работы устройств и одновременно минимизировать их воздействие на мозговую ткань.

Современные интерфейсы мозг-компьютер имеют свои ограничения. Неинвазивные методы, такие как электроэнцефалограммы (ЭЭГ), дают лишь поверхностное представление о нейронной активности, что снижает функциональность таких устройств. В то же время вживление электродов в мозг позволяет получить более четкий сигнал, но связано с высоким риском повреждения тканей и сложностью медицинских процедур. Это делает такие технологии доступными только для лечения тяжелых заболеваний.

Компания Science Corporation представила биогибридный имплантат, основанный на использовании живых нейронов. Исследование, опубликованное в препринте на платформе bioRxiv, демонстрирует, как этот подход может улучшить интерфейсы мозг-компьютер. Прототип устройства представляет собой кремниевую структуру с сотнями тысяч микролунок (глубиной около 15 микрометров), куда помещаются отдельные нейроны. После имплантации в мозг нейроны остаются в лунках, но их аксоны и дендриты свободно взаимодействуют с клетками мозга хозяина. Это позволяет создать естественные связи между имплантатом и мозгом, значительно увеличивая потенциал пропускной способности устройства.

В ходе экспериментов с мышами ученые использовали генетически модифицированные нейроны, способные реагировать на свет. Через три недели после установки имплантата мыши научились различать сигналы, подаваемые через устройство, что подтвердило его интеграцию с мозгом. Этот результат стал важным шагом к созданию интерфейсов нового поколения.

Главным преимуществом такого имплантата является минимизация повреждений мозговой ткани. Традиционные электроды часто разрушают тысячи нейронов ради получения данных от нескольких сотен, что ограничивает их масштабируемость. Биогибридные имплантаты позволяют увеличить число нейронов, с которыми можно взаимодействовать, не причиняя значительного вреда мозгу. По словам директора биологии Science Corporation Алана Мардинли, это «меняет законы масштабирования» таких технологий.

Несмотря на обнадеживающие результаты, технология сталкивается с рядом проблем. Например, через три недели после имплантации около половины нейронов погибло. Также требуется разработать методы, предотвращающие негативный иммунный ответ организма. Однако, если эти трудности удастся преодолеть, новый подход станет более безопасным и эффективным решением для слияния человека и машины.

Science Corporation предлагает перспективный путь для развития интерфейсов мозг-компьютер. Использование живых нейронов вместо металла и пластика может не только повысить производительность устройств, но и снизить их негативное воздействие на мозг. Основатель компании Макс Ходак, ранее занимавший пост президента Neuralink, уверен, что именно такие технологии станут основой будущего.