Ученые ННГУ им. Н. И. Лобачевского создали нейроинтерфейс для моделирования и запуска электрической активности гиппокампа. Управление искусственными нейросигналами может стимулировать формирование памяти и обучаемости мозга. Это первая в России технология восстановления активности в гиппокампе. Она позволит создать нейропротезы для восстановления работы мозга при эпилепсии, деменции и болезни Альцгеймера, подчеркнули в университете.
«Эксперимент проводился на срезе мозга лабораторных животных in vitro. Мы записали множество сигналов в здоровом гиппокампе, загрузили эти данные в нейросеть и научили ИИ прогнозировать электрическую активность гиппокампа. Нам удалось воспроизвести сигналы, смоделированные нейросетью, в повреждённом участке мозга и „запустить“ нерабочий гиппокамп», — рассказала старший научный сотрудник НИИ нейронаук ННГУ Альбина Лебедева.
Система позволяет управлять параметрами нейросигналов, максимально точно повторяя поведение здорового мозга. Программный комплекс состоит из нейросети, авторского программного обеспечения и платы с электродами для считывания и воспроизведения нейросигналов. Установка позволяет конвертировать цифровые нейросигналы, смоделированные ИИ, в стандартную электрическую активность мозга.
«Технология создана на платформе arduino uno. Нам удалось адаптировать и усовершенствовать код платформы для конвертации и передачи сигналов в гиппокамп. Разработка позволяет регулировать частоту, длительность, амплитуду и форму сигнала», — объяснил автор кода, младший научный сотрудник НИИ нейронаук ННГУ Иван Кипелкин.
Специалисты Центра трансфера технологий Университета Лобачевского осуществили государственную регистрацию программы и получили свидетельство.
«Для эксперимента in vivo в ННГУ создается установка по стимуляции гиппокампа лабораторных животных, оснащённая системой VR: животное будет бежать по шару, перемещаясь в виртуальном лабиринте. Считывать и воспроизводить нейросигналы мы будем в режиме реального времени, это позволит донастроить и усовершенствовать нейроинтерфейс», — отметила Альбина Лебедева.
Теперь нижегородские ученые планируют создать имплант-нейрочип для восстановления или улучшения работоспособности гиппокампа.
В разработке нейроинтерфейса участвовали сотрудники НИИ нейронаук и кафедры теории управления и динамики систем Института информационных технологий, математики и механики (ИИТММ) ННГУ. Исследования проходят при грантовой поддержке Российского научного фонда и по госзаданию молодежной научно-исследовательской лаборатории искусственного интеллекта и обработки больших массивов данных.
Результаты опубликованы в международном научном журнале Algorithms.
