A fost dezvăluit implantul cerebral care îmbunătăţeşte gândirea! Un român a contribuit la dezvoltarea sa

Oamenii de ştiinţă au conceput un implant cerebral care a îmbunătăţit capacitatea decizională a maimuţelor pe care a fost testat. De asemenea, acesta a restaurat competenţele mentale pierdute ale acestora, demonstrând pentru prima dată că o proteză mentală poate fi eficientă în rândul primatelor. Cu timpul, afirmă cercetătorii, această tehnologie va reprezenta un ajutor extraordinar pentru persoanele cu daune cerebrale provocate de demenţă, atacuri cerebrale sau alte afecţiuni neurologice.

Dispozitivul oferă cercetătorilor un model pe baza căruia pot îmbunătăţi capacităţile mentale avansate ce ţin de cortexul frontal. Inovaţia a fost dezvăluită în cadrul unui raport publicat în The Journal of Neural Engineering.

În ultimul deceniu, cercetătorii au conceput implanturi cerebrale care îmbunătăţesc vederea sau care permit oamenilor să-şi folosească gândurile pentru a controla braţe protetice sau pentru a deplasa un cursor pe ecranul unui computer. Această nouă lucrare realizată de cercetătorii de la Wake Forest Baptist Medical Center şi de la University of Southern California descrie un dispozitiv care îmbunătăţeşte funcţionarea creierului prin reglarea fină a comunicaţiilor dintre neuroni.

Alte cercetări au arătat că implanturile neuronale pot îndeplini cu succes această sarcină la rozătoare, însă noul studiu reprezintă un progres semnificativ, arătând că acestea pot funcţiona şi într-un creier mult mai asemănător cu cel al oamenilor – cel al maimuţelor.

În studiu, cercetătorii de la Wake Forest au antrenat cinci maimuţe rhesus să joace pe computer un joc de potrivire a imaginilor. Maimuţele vedeau pe ecran o imagine – o jucărie, o persoană sau un lanţ muntos – şi apoi încercau să selecteze aceeaşi imagine dintr-un grup mai mare de imagini care apărea pe acelaşi ecran ceva mai târziu. Pentru fiecare răspuns corect, maimuţele erau recompensate cu o gustare.

După doi ani de antrenament, maimuţele au devenit mai pricepute, reuşind să rezolve cu succes 75% din testele uşoare şi 40% din testele grele, un rezultat mai bun decât dacă ar fi ales perechile de imagini aleatoriu.

Apoi, maimuţelor le-a fost implantat o mică sondă dotată cu doi senzori. Aceasta a fost ataşată de frunte şi de cele două straturi ale cortexului cerebral, învelişul exterior al creierului.

Cele două straturi, numite L-2/3 şi L-5, comunică între ele în timpul proceselor decizionale, precum acela ce are loc atunci când maimuţele participă la jocul de potrivire a imaginilor.

Dispozitivul introdus în craniul maimuţelor înregistra impulsurile electrice ale neuronilor atunci când maimuţele făceau o alegere şi transmitea datele înregistrate cărte un computer. Cercetătorii au analizat aceste semnale neuronale şi au identificat tiparul impulsurilor electrice înregistrate în momentul în care maimuţele făceau o alegere corectă.

Pentru a testa dispozitivul, echipa a folosit transmis acest semnal „corect” în timp ce maimuţele se pregăteau să aleagă o imagine, ceea ce a îmbunătăţit performanţa acestora cu 10%.

Apoi, cercetătorii au afectat în mod voit capacitatea decizională a maimuţelor, dozându-le cu cocaină. Imediat, rata de succes a acestora a scăzut cu 20%. Chiar şi în acest caz, stimulatorul s-a dovedit foarte util. „Când l-am pornit, maimuţele nu au mai făcut acele erori, chiar obţinând un scor mai bun decât atunci când nu erau afectate de cocaină”, a explicat Robert E. Hampson, unul dintre oamenii de ştiinţă implicaţi în proiect.

Printre coautorii săi la acest studiu se numără şi un român, Ioan Opriş, cercetător în cadrul Wake Forest University School of Medicine.

Tehnologia folosită în acest studiu ar putea fi conţinută de un cip implantabil, a explicat Dr. Sam Deadwyler, alt cercetător implicat în acest studiu. Deadwyler spune că acest sistem ar putea reprezenta o soluţie pentru persoanele cu afecţiuni cerebrale.

„Acest dispozitiv ar putea genera un tipar care evită folosirea zonei afectate din creier, oferind o conexiune alternativă în creier”, a explicat specialistul.

Până la realizarea acestui dispozitiv rămân multe obstacole, procesul decizional implicând multe circuite neuronale, ce variază în funcţie de decizia ce urmează să fie luată. De aceea, dispozitivele de acest tip se anunţă a avea capacităţi limitate, cel puţin la început. Însă, până de curând, însăşi ideea unei proteze neuronale părea să fie o fantezie, astfel că pacienţii din întreaga lume au motive să-şi creeze noi speranţe.