Самым сложным органом человека является мозг. Он привлекал к себе внимание учёных с давних времён. Однако, начиная со второй половины 80-х годов прошлого века наступили качественные изменения. Появились новые методы исследования, подтянулись достижения из других науки: биологи, генетики, стали заметны нанотехнологии.
Изучением мозга ученые активно занимались и раньше, но в конце 1980-х — начале 1990-х в нейронауке начались революционные процессы. Стали появляться новые методы исследования, были получены новые знания в области генетики, биологии, нанонаук.
Все это привело к качественно иному уровню организации исследований в 2013 году.
В прошлом учёные изучали целые структурами и областями мозга. Основными методами были электроэнцефалограмма (ЭЭГ) и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ). Такие методы могли зафиксировать электрическую активность целых конгломератов, насчитывающих многие миллионы (ЭЭГ) или сотню тысяч (фМРТ) нейронов.
Размещение электродов непосредственно внутри черепа позволяло делать более точные измерения, но не могло фиксировать активность отдельных нервных клеток, ведь в 1-м коры головного мозга может помещаться от 50 до 100 тысяч нейронов.
Теперь же есть методы, учёные получили возможность обращаться к отдельным клеткам, а не большим структурам, и изучение мозга может проводится на клеточном уровне.
Для познания мозга животных стали применяться методы нейрофотоники. С их помощью можно заглянуть в глубину мозга и с помощью этого метода изучить отдельные нервные клетки.
Такие клетки помечаются белком, реагирующим на возбуждение светом. Делается это с помощью методов генной инженерии. Или с помощью вирусов или с помощью выведения трансгенных животных можно заставить любую клетку мозга вырабатывать флуоресцентный белок. И этот белок будут производить определенные клетки в конкретном месте мозга.
Этот метод даёт возможность видеть геометрию мозга и подробное расположение нейронов, предоставляет возможность длительно исследовать одиночный нейрон.
2013 год стал переломным. В разных частях мира стартовали масштабнейшие научные программы.
Первая, 10 летняя — «Проект мозг человека» (Human Brain Project) - в Европе. Работают несколько сотен научных учреждений из 26 стран. Стоимость равна миллиарду евро.
В этой программе исследования главным образом сосредоточены на развитии различных информационных технологий: моделированию искусственных нейронных сетей, созданию баз данных для учёных, занимающихся исследованием мозга, созданию нейроморфного искусственного интеллекта, нейророботизации.
Через несколько месяцев американское правительство США объявило о создании своей программы «Инициатива BRAIN». BRAIN (которое переводится на русский как «мозг») — это расшифровывается как Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies - Исследования мозга с помощью инновационных нейротехнологий.
Американцы сосредоточились на методах изучения мозга следующих поколений, уже на клеточном уровне. "Приоритетом программы является разработка и использование методов для получения фундаментальных знаний о функционировании нервной системы». Они решили изучать, каким образом динамические паттерны нейронной активности становятся человеческим мышлением, восприятием, эмоциями, принятием решений как в здоровом, так и в больном мозге".
Через год подключились Япония и Израиль, чуть позже Южная Корея, Австралия, и Канада.
Китай начал в 2017. Китайцы присматривались и решили взять темы, которые исследовали как в Европе, так и в американской программе.
В Поднебесной думают, с одной стороны, сосредоточиться на изучении нервных основ когнитивных функций, т. е. заниматься фундаментальными исследованиями работы мозга. С другой же, развернуть практические исследования - в области ранней диагностикой и лечением мозговых заболеваний. А также созданием нейрокомпьютерных интерфейсов и основанных на нейроморфных принципах систем искусственного интеллекта.
И чего же удалось добиться? Об этом я расскажу в следующей статье.
#наука и жизнь #открытия ученых #нейросеть #нейробиология