«Если», 2002 № 11

Можно восстановить зрение, вернуть обоняние и осязание. Но рано или поздно человек, подключенный к такому устройству, задумается: а что если мир, данный ему в ощущениях, создан хитроумными программистами? Много лет назад Станислав Лем предсказал появление фантоматов — устройств, полностью имитирующих реальность. Представьте себе, говорил он, вы покидаете зал фантомата с убеждением, что сеанс окончен, а тут вам на голову пикирует летающая тарелка, под ногами разверзается земля, из моря выходит чудовище… То есть шоу продолжается. Но с тех пор вы всегда будете сомневаться в реальности происходящего.

В ближайшем будущем начнется массовый выпуск чипов для имплантации их в тела животных. Станет возможным не только определять местонахождение животного, но и контролировать его поведение. Однако все вышеупомянутые технологии — только лишь попытки воздействия неживого, хоть и очень хитроумного, приспособления на живой организм. А чужеродное тело всегда можно распознать и обезвредить, как, например, это делает герой фильма «Вспомнить все».

Однако ученые вот уже много лет активно пытаются «срастить» живое и неживое. Причем небезуспешно.

В прошлом году исследователям из института им. Макса Планка (Мюнхен) удалось реализовать сенсационный проект. Впервые была создана работающая полупроводниковая цепь, соединяющая нейроны живого существа — улитки

— и кремниевый чип. Питер Фром-герц, директор факультета мембран и нейрофизики, экспериментировал в этой области более пятнадцати лет. Уже в 1990 году он и его коллеги сумели на короткое время срастить нейрон. пиявки с полупроводником. Проблемы возникли сразу же, поскольку нейроны, образуя сеть, перемещаются, разрывая контакт с неживым объектом. Решение хоть и было простым, но на техническое воплощение ушло почти десять лет. Наконец с помощью микрошпенечков из пластика удалось надежно зафиксировать нейроны улитки. Каждый нейрон теперь соединен не только с другими нервными клетками, но и с чипом. Устройство последовательно и параллельно обрабатывает сигналы, идущие с микрочипа к нейронам и от нейронов к чипу.

«Это просто фантастика — объединить элементы мозга и компьютеры», — радостно заявил Фромгерц. В ближайшее время он собирается приступить к работе с нейронами млекопитающих.

Так впервые появился биочип.

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего сумели вырастить живые нейроны мозга на кремниевых пластинах. Их целью было наблюдение за процессами, идущими в нейронах головного мозга во время процесса обучения. В традиционной методике используются электроды, контакт с которыми через несколько часов приводит клетки к гибели. Американцы же воспользовались фотопроводящими свойствами кремниевой пластины. Лазерный луч освещал участки между нейронами и полупроводником, изменяя его сопротивление в этом месте, фиксируя изменения в нейронах. С помощью такого биочипа удалось выяснить, что механизмы кратковременной и долговременной памяти обусловлены различными физическими процессами в нейроне и характером связей между ними. Обнаружилось, что кратковременная память — результат недолгого контакта между нейронами с помощью своих нитей-отростков. В свою очередь, долговременная память возникает в процессе образования новых нитей, которые крепко и надолго связывают нейроны между собой.

Термин «биочип» применяется также и для наименования устройств, не использующих кремниевую технологию. Это отдельное и весьма перспективное направление в биомедицине, изучающее методику быстрого и качественного анализа генетического материала. Технология создания биосенсоров базируется не на кремниевой, а на стеклянной подложке, на которую наносятся длинные или короткие фрагменты ДНК. Возникает небольшая матрица, а зафиксированные фрагменты ДНК реагируют на различные типы молекул. В итоге можно получить сведения о состоянии генов исследуемого организма, обнаружить и проанализировать генетическую активность, связанную с различными патологиями, а также с реакцией на лекарственные препараты.

Скоро будет создан биочип, с помощью которого можно прогнозировать воздействие потенциальных лекарственных препаратов на мозг.

Биочипы помогут исследователям создавать лекарства быстрее и дешевле. Планируется наладить выпуск чипов, предназначенных для исследования шизофрении, депрессии и болезни Альцгеймера. А компания Olimpus Optical, известная фотолюбителям, выпустила автоматический экспресс-анализатор на биочипах.

Цак видите, прогресс в создании нейрочипов, нейросетей и нейрокомпьютеров ускоряется с каждым годом. Чип, внедряемый в организм — реалия сегодняшнего дня. Что если подобно героям фантастических произведений мы сумеем существенно «расширить» свое сознание, а заодно и органы чувств, сделав ненужными громоздкие приборы и приспособления?