Микросхема вся на нервах

Ученые из медицинской школы Пенсильванского университета создали основу будущих киборгов. Как сообщает официальный сайт университета, группа профессора Дугласа Смита предложила совершенно новую технологию для сращивания нервной системы человека с протезами.

Смит и его коллеги выступили с идеей создания трансплантируемой живой нервной ткани, уже сращенной с электродами.

Таким образом, в организм пациента вживляются не электроды, которые приживаются с вероятностью, далекой от 100%, а живые нейроны, гарантированно сращенные с неживой плотью электродов.

Пенсильванская группа для разработки своих идей использует созданный ею способ выращивания аксонов, при котором их растягивают между двумя пластинами до необходимой длины. В последних опытах вместо одной пластины использовали микрочип. Соответственно, вторые, свободные окончания аксонов могут использоваться для имплантации в организм человека.

Сейчас группа Смита занята изучением созданной ими гибридной нервно-электронной ткани. Для начала ученый планирует использовать ее для восстановления моторных функций у травмированных подопытных животных.

Работа американцев опубликована в январском выпуске журнала Neurosurgery.

Пока в Пенсильвании готовят технологическую основу для киборга, в Чикаго первый киборг уже появился. Точнее, появилась.

Американка Клаудиа Митчелл потеряла руку в результате аварии. Вместо обычного пластикового протеза 26-летняя госпожа Митчелл стала обладательницей первого в мире бионического протеза, которым она может управлять силой своей мысли. «Я могу согнуть руку в локте, поднять и опустить ее, сжать и раскрыть ладонь», – говорит девушка.

Имплантация протеза, проведенная в Институте реабилитации Чикаго (Rehabilitation Institute of Chicago,RIC), заняла пять часов.

Для управления протезом используются сохранившиеся в плече остатки нервных волокон, управлявших когда-то рукой. Электрические импульсы, приходящие на них, обрабатываются компьютером и преобразуются в команды для сервомоторов, и движения протеза столь точны, что девушка теперь может даже почистить банан.

Справедливости ради следует отметить, что на самом деле подобный протез является не первым, а вторым. Четыре года назад прототип нынешнего протеза имплантировали американцу Джесси Салливану, но предыдущая модель оказалась далеко не столь совершенной.

Альтруизм стучит в виски

Исследователи из Медицинского центра Университета Дьюка нашли участок мозга, который отвечает за склонность человека к альтруизму.

Как сообщает «Би-би-си», эксперимент ученые построили по следующей схеме: сорок пять испытуемых подвергли анкетированию, в ходе которого выясняли степень альтруизма того или иного респондента. Затем каждому из участников предлагали сначала сыграть в компьютерную игру, а затем уступить место игрока компьютеру. Во время компьютерных игр мозг испытуемых сканировался методом функциональной магнитно-резонансной томографии. (fMRI).

В итоге удалось выяснить, что область, находящаяся в районе верхней и нижней височных борозд головного мозга, во время передачи игры компьютеру у «альтруистов» активируется сильней, чем у «эгоистов».

«Мы не можем объяснить своим исследованием феномен Матери Терезы, – говорит руководитель исследования Дарл Танкерсли, – но мы можем установить природу такого социального явления, как альтруизм». Результаты исследования опубликованы в онлайн-выпуске Nature Neuroscience. Также они выйдут в печатном февральском издании журнала.

Изучение альтруизма носит не только фундаментальный характер. Дело в том, что он оказался очень выгодным свойством индивида с точки зрения эволюции.

Группа ученых под руководством специалиста в области эволюционной биологии Томаса Флатта (Flatt) из Университета Брауна в Провиденсе создала теоретическую модель выживания альтруистов в среде эгоистов. А заодно прояснила, зачем вообще сотрудничество – фундаментальное понятие биологии, этологии и социологии – понадобилось в ходе эволюции.

Защитный механизм для склонных к сотрудничеству индивидов может быть следующим: жизнь в маленьких изолированных группах, где они надежно защищены от многочисленных жуликов и могут спокойно плодиться и перемещаться.

Программа Флатта основана на играх с «публичными благами» (public goods), основных элементах теории игр и простейшей модели социальных дилемм. В новой модели исследователи ввели в игру такой фактор, как популяционная динамика. Игроков поделили на группы, и они играли с другими участники своих команд. Далее каждый игрок «воспроизводился» пропорционально прибыли, которую получил от игры, передавая свою стратегию – партнера или жулика – «потомку» по наследству. После воспроизведения происходили «случайные мутации», в результате чего доля, которую внесет каждый игрок, менялась. И в завершение игроки перемешивались случайным образом, беспорядочно рассеиваясь по разным группам и принося с собой собственные инвестиционные «привычки». В результате образовались группы различных размеров.

Дальнейшее моделирование ситуации показало, что через 100 тысяч поколений наступит совершенно поразительный финал: партнеры-альтруисты в состоянии выжить и сохранить свою численность.

Достоинство новой модели, по мнению ее же главного создателя Флатта, кроется, прежде всего, в необыкновенной простоте и одновременно универсальности подхода, который можно применять к сотрудничеству на всех биологических уровнях – «от букашки до человека».