В лабораториях ученые создают животных-киборгов
ОСТАНОВИТЬ БЫКА
Это раньше человек укрощал диких животных хитростью и лаской. Сегодня в его арсенале - крошечные микросхемы, которые вживляются в мозг. С помощью этих чипов появилась возможность дистанционно управлять любыми животными.
Одним из первых провел эксперимент, похожий на фантастику, с животным-киборгом сотрудник Йельского университета Хосе Дельгадо (Jose Delgado). Представьте арену для боя быков. На ней - ученого, на которого ринулся в атаку, набирая скорость, крупный, разъяренный бык. Казалось, что Дельгадо беззащитен, но когда бык уже находился почти в полметре от ученого, он нажал кнопку на пульте дистанционного управления, который держал в руке. В мозг быка, куда был вживлен чип, тотчас был послан сигнал. Животное остановилось, как вкопанное, и покорно ушло.
Устройство, изобретенное Дельгадо, называлось «стимосивер». Оно представляло собой компьютерный чип, который управлялся дистанционным пультом, и вызывал электрическую стимуляцию различных зон мозга животного. Например, с помощью этого устройство можно было не только остановить нападающего быка, но и вызвать непроизвольное движение конечностей, подавить аппетит, и даже заставить воспылать любовью к корове.
Почти полвека прошло после этого опыта. Сегодня исследования в области электрической стимуляции мозга (ЭСМ) идут полным ходом. И чуть ни каждые полгода появляются сообщения о дистанционно управляемых крысах, голубях, и даже акулах.
- Когда занимаешься исследованием животных-киборгов, вспоминаешь древних греков, которые в своих мифах, придумывая разных «химер» - кентавров, грифонов, гарпий, сирен - по сути своей как раз и придумывали киборгов, - признался на Московском форуме «YEES EVENT», посвященном проблемам «оцифрованного мозга», специалист по нейрокибернетике Ян Корчмарюк. - Что такое кентавр, как не киборг, состоящий из управляющего звена – человеческого торса, и управляемой им подсистемы - в виде крупа лошади? Таким образом, мы можем представить «киборга», как «химеру», составленную из живого организма и искусственного кибернетического устройства.
Много ли таких «химер» сегодня населяют Землю?
ЖУКИ НА СЛУЖБЕ ПЕНТАГОНА
Создать радиоуправляемых жуков - такой приказ отдали конструкторам Мишелю Махарбизу и Хиротаке Сато (Michel Maharbiz and Hirotaka Sato) военные из агентства передовых оборонных исследовательских проектов DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency), которое финансируется Пентагоном. Для экспериментов ученые подобрали крупных жуков - размером почти с ладонь - трех видов из Южной Америки и Африки (см. «КП» здесь).
- Электронные устройства, необходимые для приема управляющих сигналов, пока слишком тяжелы, - объяснили "жукомоделисты". - Насекомые должны быть достаточно сильны, чтобы подняться с ними в воздух.
Во время испытаний жуки по командам "с земли" взлетали, маневрировали так, как хотелось людям: вправо, влево, вверх, вниз. И садились, куда им было указано. Словом, вели себя так, будто бы ученые управляли не живыми существами, а авиамоделями.
Секрет подчинения в том, что в нервную систему насекомых были вживлены миниатюрные стимулирующие электроды. Они и позволяли манипулировать мускулами с нужной стороны тела, заставляя их сильнее или слабее сокращаться. Жуки, в итоге, маневрировали. Команды принимала микросхема, установленная на спинке жука и снабженная крошечной батарейкой.
Занятная подробность: электроды вживляли жукам, когда те были еще куколками. Они превращались во взрослых особей, имея уже необходимую начинку - словно бы родную. Оставалось лишь соединить контакты, дополнив конструкцию компьютером и элементами питания. По словам ученых, подобные ювелирные манипуляции стали возможно благодаря прогрессу в нанотехнологиях.
Для чего военным нужны радиоуправляемые жуки? На первом этапе - для создания миниатюрного шпиона, живого и управляемого носителя телекамеры. На следующих этапах - насекомыми, оснащенными крошечными GPS-устройствами, можно будет управлять с очень больших расстояний, зная при этом, где они находятся в режиме реального времени. Управляемые жуки могли бы нести на себе биологическое или химическое оружие. Или просто взрывчатку. Больших разрушений она, конечно, не нанесет. Но компьютеры противника уничтожить способна. Да и убить кого-нибудь можно, посадив жука на голову.
Кстати, сейчас в рамках проекта исследователи работают и с мухами, и с бабочками, и со стрекозами, которые превосходят жуков по маневренности. И обладают более понятной для ученых нервной системой.
А нейробиологи Массачусетского технологического института (MIT) решили взять власть над мышами. Они вывели генетически модифицированных грызунов, чьи клетки головного мозга чутко реагировали на лазерное излучение. Воздействуя на нейроны, содержащие светочувствительный белок ChR2, исследователи получили возможность «включать» и «выключать» нервные клетки. При «включении» эти клетки генерировали электрический импульс, который передавался другим нейронам. И в итоге мыши становились сверхвозбудимыми и даже агрессивными. А при «выключении» - утихомиривались.
И с помощью тех же лазерных лучей исследователи из Йельского университета могут заставлять мух-дрозофил прыгать, ходить, махать крыльями и летать.
И, наоборот, ученые пересаживают живой мозг в роботов.
РОБОТЫ С ЖИВЫМ МОЗГОМ
Специалисты из Чикагского университета соединили механическое туловище с мозгом миноги - и получилась рыба-киборг. В холодной соленой жидкости она чувствует себя, как у себя в море. Ее искусственные сенсоры, реагируя на свет, посылают электрический сигнал в мозг, который обрабатывает его и дает соответствующую команду механическому двигательному аппарату. Тот направляет его к источнику света. Если же выключить свет, киборг остается без движения. А если отключить один из сенсоров, то рыба-робот сначала приходит в замешательство, но после все равно находит источник света.
А в Токийском университете гусеницу тутового шелкопряда поместили внутрь робота, передвигающегося на колесах, а к мозгу насекомого подключили микроскопические электроды. Электрические импульсы в мозгу шелкопряда и приводят в движение аппарат. Для того, чтобы заставить шелкопряда производить этот импульс, японские ученые использовали слабость этого насекомого к особому феромону. В природе, почувствовав этот запах даже за многие километры, шелкопряды немедленно устремляются к его источнику.
Так произошло и в ходе экспериментов: робота поставили на расстоянии 60 сантиметров от емкости с феромоном - и он благополучно проехал эту дистанцию. Затем приманку несколько раз переставляли в другие места, но во всех случаях робот с гусеницей внутри легко их находил.
Ученые из Гарвардского университета создали медузу с крысиным сердцем. Из силикона они «вылепили» студенистое тело с несколькими щупальцами-отростками и вживили в него клетки крысиного сердца. Затем поместили в раствор и стимулировали эту тварь электрическим током. И она поплыла, как настоящая.
- С точки зрения морфологии и функции - это медуза, - убеждал руководитель проекта доктор биологии Кит Паркер. - Но генетически это обычная крыса.
По словам Паркера, сердце грызуна им понадобилось не по случайной прихоти. Когда в течение двух лет они наблюдали за движениями медуз, выяснилось, что они передвигаются, превращая свое тело в подобие реактивного двигателя - сжимая его и резко выталкивая воду. Примерно так же действует и сердечная мышца, прокачивая кровь по сосудам.
- Мы были очень удивлены, что с помощью всего нескольких компонентов – силиконовой основы и клеток – нам удалось воссоздать довольно сложный живой организм, - признался доктор Паркер. – Мы так близко подошли к копированию биологических существ, что, возможно, сможем их даже улучшать. Эволюция, знаете ли, не учла некоторые вещи.
Ученый становится богом и начинает перекраивать созданный Творцом мир?
ВОПРОС РЕБРОМ
Для чего ученые потешаются над братьями нашими меньшими?
- Пока жизнь подобных киборгов длится всего несколько дней, но их короткая «жизнь» со временем поможет людям, - уверил нас доктор технических наук, научный сотрудник МГУ Павел Володин. - В одних случаях они приведет к созданию совершенных протезов, предназначенных для инвалидов. Подобные разработки уже ведутся в США. Так, ученые в Атланте смогли вживить в мозг полностью парализованного человека устройство, позволяющее ему двигать курсор компьютерной "мышки" по экрану монитора одним усилием мысли. В других случаях такие «кибрги» послужат полезной моделью для испытаний различных медицинских препаратов. В третьих случаях, эксперименты с роботами-животными помогут лучше понять как протекает в мозге различные процессы, например, обучения и принципы работы памяти.
А известный профессор английского университета Рединга, крупнейший специалист в области технической кибернетики Кевин Уорвик, который стал первым человеком-киборгом на Земле, вживившим в себя микросхему в середине 1990-х годов, полагает, что однажды наступит день, когда человек сможет переносить свой мозг в робота после того, когда собственное тело умрет. И вот тогда нам точно помогут результаты испытаний и медуз с мозгом крысы и роботов, управляемых шелкопрядами.
Видео управления мозгом дрозофилы
ОСТАНОВИТЬ БЫКА
Это раньше человек укрощал диких животных хитростью и лаской. Сегодня в его арсенале - крошечные микросхемы, которые вживляются в мозг. С помощью этих чипов появилась возможность дистанционно управлять любыми животными.
Одним из первых провел эксперимент, похожий на фантастику, с животным-киборгом сотрудник Йельского университета Хосе Дельгадо (Jose Delgado). Представьте арену для боя быков. На ней - ученого, на которого ринулся в атаку, набирая скорость, крупный, разъяренный бык. Казалось, что Дельгадо беззащитен, но когда бык уже находился почти в полметре от ученого, он нажал кнопку на пульте дистанционного управления, который держал в руке. В мозг быка, куда был вживлен чип, тотчас был послан сигнал. Животное остановилось, как вкопанное, и покорно ушло.
Устройство, изобретенное Дельгадо, называлось «стимосивер». Оно представляло собой компьютерный чип, который управлялся дистанционным пультом, и вызывал электрическую стимуляцию различных зон мозга животного. Например, с помощью этого устройство можно было не только остановить нападающего быка, но и вызвать непроизвольное движение конечностей, подавить аппетит, и даже заставить воспылать любовью к корове.
Почти полвека прошло после этого опыта. Сегодня исследования в области электрической стимуляции мозга (ЭСМ) идут полным ходом. И чуть ни каждые полгода появляются сообщения о дистанционно управляемых крысах, голубях, и даже акулах.
- Когда занимаешься исследованием животных-киборгов, вспоминаешь древних греков, которые в своих мифах, придумывая разных «химер» - кентавров, грифонов, гарпий, сирен - по сути своей как раз и придумывали киборгов, - признался на Московском форуме «YEES EVENT», посвященном проблемам «оцифрованного мозга», специалист по нейрокибернетике Ян Корчмарюк. - Что такое кентавр, как не киборг, состоящий из управляющего звена – человеческого торса, и управляемой им подсистемы - в виде крупа лошади? Таким образом, мы можем представить «киборга», как «химеру», составленную из живого организма и искусственного кибернетического устройства.
Много ли таких «химер» сегодня населяют Землю?
ЖУКИ НА СЛУЖБЕ ПЕНТАГОНА
Создать радиоуправляемых жуков - такой приказ отдали конструкторам Мишелю Махарбизу и Хиротаке Сато (Michel Maharbiz and Hirotaka Sato) военные из агентства передовых оборонных исследовательских проектов DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency), которое финансируется Пентагоном. Для экспериментов ученые подобрали крупных жуков - размером почти с ладонь - трех видов из Южной Америки и Африки (см. «КП» здесь).
- Электронные устройства, необходимые для приема управляющих сигналов, пока слишком тяжелы, - объяснили "жукомоделисты". - Насекомые должны быть достаточно сильны, чтобы подняться с ними в воздух.
Во время испытаний жуки по командам "с земли" взлетали, маневрировали так, как хотелось людям: вправо, влево, вверх, вниз. И садились, куда им было указано. Словом, вели себя так, будто бы ученые управляли не живыми существами, а авиамоделями.
Секрет подчинения в том, что в нервную систему насекомых были вживлены миниатюрные стимулирующие электроды. Они и позволяли манипулировать мускулами с нужной стороны тела, заставляя их сильнее или слабее сокращаться. Жуки, в итоге, маневрировали. Команды принимала микросхема, установленная на спинке жука и снабженная крошечной батарейкой.
Занятная подробность: электроды вживляли жукам, когда те были еще куколками. Они превращались во взрослых особей, имея уже необходимую начинку - словно бы родную. Оставалось лишь соединить контакты, дополнив конструкцию компьютером и элементами питания. По словам ученых, подобные ювелирные манипуляции стали возможно благодаря прогрессу в нанотехнологиях.
Для чего военным нужны радиоуправляемые жуки? На первом этапе - для создания миниатюрного шпиона, живого и управляемого носителя телекамеры. На следующих этапах - насекомыми, оснащенными крошечными GPS-устройствами, можно будет управлять с очень больших расстояний, зная при этом, где они находятся в режиме реального времени. Управляемые жуки могли бы нести на себе биологическое или химическое оружие. Или просто взрывчатку. Больших разрушений она, конечно, не нанесет. Но компьютеры противника уничтожить способна. Да и убить кого-нибудь можно, посадив жука на голову.
Кстати, сейчас в рамках проекта исследователи работают и с мухами, и с бабочками, и со стрекозами, которые превосходят жуков по маневренности. И обладают более понятной для ученых нервной системой.
А нейробиологи Массачусетского технологического института (MIT) решили взять власть над мышами. Они вывели генетически модифицированных грызунов, чьи клетки головного мозга чутко реагировали на лазерное излучение. Воздействуя на нейроны, содержащие светочувствительный белок ChR2, исследователи получили возможность «включать» и «выключать» нервные клетки. При «включении» эти клетки генерировали электрический импульс, который передавался другим нейронам. И в итоге мыши становились сверхвозбудимыми и даже агрессивными. А при «выключении» - утихомиривались.
И с помощью тех же лазерных лучей исследователи из Йельского университета могут заставлять мух-дрозофил прыгать, ходить, махать крыльями и летать.
И, наоборот, ученые пересаживают живой мозг в роботов.
РОБОТЫ С ЖИВЫМ МОЗГОМ
Специалисты из Чикагского университета соединили механическое туловище с мозгом миноги - и получилась рыба-киборг. В холодной соленой жидкости она чувствует себя, как у себя в море. Ее искусственные сенсоры, реагируя на свет, посылают электрический сигнал в мозг, который обрабатывает его и дает соответствующую команду механическому двигательному аппарату. Тот направляет его к источнику света. Если же выключить свет, киборг остается без движения. А если отключить один из сенсоров, то рыба-робот сначала приходит в замешательство, но после все равно находит источник света.
А в Токийском университете гусеницу тутового шелкопряда поместили внутрь робота, передвигающегося на колесах, а к мозгу насекомого подключили микроскопические электроды. Электрические импульсы в мозгу шелкопряда и приводят в движение аппарат. Для того, чтобы заставить шелкопряда производить этот импульс, японские ученые использовали слабость этого насекомого к особому феромону. В природе, почувствовав этот запах даже за многие километры, шелкопряды немедленно устремляются к его источнику.
Так произошло и в ходе экспериментов: робота поставили на расстоянии 60 сантиметров от емкости с феромоном - и он благополучно проехал эту дистанцию. Затем приманку несколько раз переставляли в другие места, но во всех случаях робот с гусеницей внутри легко их находил.
Ученые из Гарвардского университета создали медузу с крысиным сердцем. Из силикона они «вылепили» студенистое тело с несколькими щупальцами-отростками и вживили в него клетки крысиного сердца. Затем поместили в раствор и стимулировали эту тварь электрическим током. И она поплыла, как настоящая.
- С точки зрения морфологии и функции - это медуза, - убеждал руководитель проекта доктор биологии Кит Паркер. - Но генетически это обычная крыса.
По словам Паркера, сердце грызуна им понадобилось не по случайной прихоти. Когда в течение двух лет они наблюдали за движениями медуз, выяснилось, что они передвигаются, превращая свое тело в подобие реактивного двигателя - сжимая его и резко выталкивая воду. Примерно так же действует и сердечная мышца, прокачивая кровь по сосудам.
- Мы были очень удивлены, что с помощью всего нескольких компонентов – силиконовой основы и клеток – нам удалось воссоздать довольно сложный живой организм, - признался доктор Паркер. – Мы так близко подошли к копированию биологических существ, что, возможно, сможем их даже улучшать. Эволюция, знаете ли, не учла некоторые вещи.
Ученый становится богом и начинает перекраивать созданный Творцом мир?
ВОПРОС РЕБРОМ
Для чего ученые потешаются над братьями нашими меньшими?
- Пока жизнь подобных киборгов длится всего несколько дней, но их короткая «жизнь» со временем поможет людям, - уверил нас доктор технических наук, научный сотрудник МГУ Павел Володин. - В одних случаях они приведет к созданию совершенных протезов, предназначенных для инвалидов. Подобные разработки уже ведутся в США. Так, ученые в Атланте смогли вживить в мозг полностью парализованного человека устройство, позволяющее ему двигать курсор компьютерной "мышки" по экрану монитора одним усилием мысли. В других случаях такие «кибрги» послужат полезной моделью для испытаний различных медицинских препаратов. В третьих случаях, эксперименты с роботами-животными помогут лучше понять как протекает в мозге различные процессы, например, обучения и принципы работы памяти.
А известный профессор английского университета Рединга, крупнейший специалист в области технической кибернетики Кевин Уорвик, который стал первым человеком-киборгом на Земле, вживившим в себя микросхему в середине 1990-х годов, полагает, что однажды наступит день, когда человек сможет переносить свой мозг в робота после того, когда собственное тело умрет. И вот тогда нам точно помогут результаты испытаний и медуз с мозгом крысы и роботов, управляемых шелкопрядами.
Видео управления мозгом дрозофилы
Видео медузоиды
Комментарии (0)