Нейробіологи об'єднали мізки мавп у розподілену мережу

Група нейрофізіологів з Університету Дьюка запропонувала нову парадигму в побудові інтерфейсів «мозок-комп'ютер». Вчені об'єднали мізки трьох мавп в єдину розподілену систему, здатну виконувати паралельно різні функції і синхронізувати свої зусилля для досягнення результатів без використання прямої комунікації. Робота опублікована в журналі

Вчені успішно провели три експерименти з макаками-резусами (). Усім мавпам імплантували в керуючі рухами відділи мозку електроди, які паралельно приєднувалися до одного комп'ютера. Загалом нейрофізіологи знімали активність більш ніж 700 нейронів у мозку макак.

Кожна мавпа проходила попередній тренінг з управління анімованою рукою-аватаром на екрані. За допомогою «сили думки» мавп привчали переміщати руку в двох і трьох вимірах, щоб «доторкнутися» до мети (див. відео). Індивідуально всі макаки успішно справлялися з цим завданням.

У першому експерименті - розподіленому контролі - двом мавпам належало одночасно керувати однією рукою-аватаром в почесному просторі, при цьому кожна з них могла контролювати обидві осі координат - X і Y, але тільки в одній з половин екрану. Тому, щоб вчасно встигнути доторкнутися до всіх цілях, що з'являються в різних куточках, і отримати винагороду (фруктовий сік) макакам потрібно було синхронізувати роботу своїх мізків і перетворити їх на єдиний «супермозг». Після декількох тижнів тренувань час необхідний для виконання «дотику» скорочувався приблизно на третину.

У другому, більш складному експерименті, дві макаки також переміщали віртуальну руку в орному просторі, але цього разу кожна мавпа могла контролювати лише переміщення вздовж однієї з осей - x або y. Це вимагало ще більш складної і тонкої взаємної підбудови. Проте вже через три тижні мавпам вдавалося навчитися ефективно взаємодіяти один з одним.

В останньому експерименті трьом макакам необхідно було керувати рукою-аватаром у тривимірному просторі. При цьому кожна мавпа могла контролювати рух лише по двох з трьох осей (наприклад, X і Y, X і Z, Y і Z). Для отримання нагороди було необхідно, щоб мозок як мінімум двох мавп в кожен момент часу працював синхронно. У відео нижче можна подивитися візуалізацію серії експериментальних проб вже натренованих макак, де кожна кольорова точка представляє траєкторію руху однієї з трьох мавп, а чорна - їх результуючу, рух руки-аватара.

Вчені сподіваються, що їх відкриття не тільки дасть можливість досвідченим користувачам керованих «силою думки» екзоскелетів і аватарів навчати інших новачків безпосередньо, але і дозволить створювати біонейрокомпьтери, безпосередньо комутуючи мізки безлічі живих тварин.