Американские учёные из Университета Южной Калифорнии и Пенсильванского университета по заказу Агентства перспективных оборонных проектов (DARPA) Министерства обороны США работают над созданием имплантатов, стимулирующих долговременную память.

Проект DARPA по разработке имплантатов стартовал в феврале прошлого года и теперь, похоже, появились первые результаты: учёные заявили, что им удалось успешно имитировать сигналы, переводящие кратковременную память в долговременную.

Традиционно считается, что за перевод кратковременной памяти в долговременную отвечает гиппокамп — структура головного мозга, расположенная в медиальных височных отделах полушарий. Также она отвечает за формирование кратковременной памяти и восприятие человеком пространства и времени.

Исследователи выяснили, что в процессе консолидации памяти возникает сигнал, проходящий от участка гиппокампа CA3 в CA1. Имитация этого сигнала позволит, полагают учёные, эффективно стимулировать долговременную память.

Чтобы проверить это, исследователи организовали испытания на 12 добровольцах, страдающих эпилепсией, с установленными мозговыми электродами для записи электроэнцефалограммы мозга и стимуляции отдельных его зон. Сначала участникам демонстрировали различные изображения, а спустя полторы минуты просили вспомнить и описать их.

При этом учёные вели запись сигналов, проходящих между участками гиппокампа CA3 и CA1. На основе полученных данных был разработан алгоритм, способный предполагать, какой сигнал должен прийти из CA3 по активности зоны CA1. В 80% случаев он был угадан точно и исследователи считают, что благодаря этому алгоритму они смогут стимулировать CA1 и консолидировать память, даже если клетки участка CA3 сильно повреждены.

По результатам исследований планируется сконструировать первый образец прибора, стимулирующего зоны гиппокампа, ответственные за консолидацию памяти. Впрочем, одного лишь обнаружения и имитации сигнала между CA3 и CA1 может быть недостаточно для стимуляции долговременной памяти.

В рамках экспериментов на 28 добровольцах с мозговыми электродами учёные также пришли к выводу, что стимуляция медиальных височных долей мозга может улучшить память. У людей, страдающих эпилепсией, стимуляция приводит к улучшению памяти, однако у людей с хорошей памятью при стимуляции наблюдается обратный эффект.

Участникам эксперимента давали ознакомиться со списком слов, а затем просили вспомнить их в заданном порядке, наблюдая за мозговой активностью. На основе полученных данных разработан алгоритм, который при повторении эксперимента мог с высокой точностью предсказывать вероятность воспоминания того или иного слова.

Если во время чтения слов, вероятность воспоминания которых была невысокой, исследователи проводили стимуляцию, то вероятность запоминания возрастала на внушительные 140%. Так или иначе, определённые выводы делать пока рано, поэтому учёные продолжают исследования.