Так популярные в последнее время нейронные сети по сути своей являются копией одноименных структур головного мозга. И если «машинные» нейронные сети можно программировать, то почему бы не попробовать сделать то же самое с нашим мозгом? Именно это, только в меньших масштабах, согласно статье, опубликованной в журнале Science, и удалось сделать группе ученых из Массачусетского технологического института (MIT).
Исследователи перепрограммировали нейроны в первичной зрительной коре у бодрствующих грызунов. Для начала, в нейрон головного мозга был введен ген флуоресцирующего белка GCaMP6, который начинает светиться при прохождении через него электрического импульса. Он служил своеобразным индикатором того, что происходит с клеткой.
Спустя 5 дней после манипуляции, мышам демонстрировали серый экран с белым квадратом, появляющимся на одну секунду в случайных местах. При этом в определенные моменты белый квадрат попадал в точку, которая была за «полем зрения» исследуемого нейрона, но при этом он попадал в «поле зрения» соседних клеток. В результате этого у нейрона с GCaMP6 наблюдалось увеличение размеров дендритных отростков, образующих синаптические связи. При этом уменьшалось количество синаптических связей у клеток, которые не принимали участие в формировании зрительного сигнала. Таким образом, ученым удалось при помощи светового воздействия изменить свойства клеток и отдельно взятого участка нейронной сети.
«Нейронные сети головного мозга могут изменяться в ответ на конкретные сигналы, но при этом продолжают оставаться стабильными. В тот момент, когда по нейрону проходит электрический импульс, усиливаются или ослабляются его связи с другими нервными клетками. Этот процесс лежит в основе нейропластичности — свойства мозга изменяться при определенных условиях и даже восстанавливать утраченные связи.»