Press "Enter" to skip to content

Теперішнє і майбутнє нашого мозку

Теперішнє і майбутнє нашого мозку

Що нейронаука вміє вже сьогодні і що зможе зробити для нас завтра? Читати думки з допомогою нейрокомп’ютерних інтерфейсів не вдасться, зате можна буде спілкуватися з паралізованими і рухати предмети силою думки, запевняє нейрофізіолог Олександр Каплан. П’ять тез з великого інтерв’ю*.
Настоящее и будущее нашего мозга

1. Про те, як безпосередньо підключити мозок до світу

Мозок – це гігантська мережа нервових клітин, постійно обмінюються між собою сигналами у вигляді електричних імпульсів, і відлуння електричних полів цих імпульсів можна зареєструвати прямо на шкірі голови. Электроэнцефалограмма (ЕЕГ) – це як раз запис цих «відгомонів». Якщо їх посилити в мільйон разів, перетворити в цифри і ввести в комп’ютер, то там починається головне таїнство нейроинтерфейса – розшифровка намірів людини по ЕЕГ.

Нейроинтерфейс – технологія, що дозволяє навчитися взаємодіяти з зовнішнім світом безпосередньо від мозку

Нейрокомпьютерный інтерфейс, або нейроинтерфейс – технологія, яка дозволяє нам навчитися взаємодіяти із зовнішнім світом без допомоги м’язових дій, без голосу, безпосередньо від мозку, на основі реєстрації його електричної активності.

Логіка проста: наш намір вчинити будь-яку дію має проявлятися у зміні ЕЕГ. Ці зміни розшифровуються за допомогою комп’ютерних програм. За результатами розшифровки формуються команди для відповідних пристроїв. Наприклад, я хочу включити телевізор – це мій намір проявляється у зміні показників ЕЕГ.

Якщо ці зміни виявити відразу, в той момент, як вони відбулися, те далі залишається електронними засобами сформувати команду, яку розуміє телевізор, точніше, його сенсорний модуль.

2. Про читання думок

Читаємо ми таким чином думки людини? Ні, думки ми в принципі не можемо прочитати, тому що для цього нам довелося б скласти таблицю відповідності між неймовірним кількістю уявних комбінацій і відповідними змінами на ЕЕГ. Більш того, кожна думка багатогранна, її трактування залежить від контексту.

Технологія «мозок–комп’ютер» заснована не на розшифровці думок, а на виявленні в ЕЕГ маркерів невеликого числа заздалегідь тестованих намірів. Різноманітність думок незрівнянно з різноманітністю навичок. Скільки повторних записів ЕЕГ ні зробити, наприклад, при уяві червоної троянди, кожна нова запис буде відрізнятися від попередньої настільки, що легко перемішається з записом при уявному поданні двогорбого верблюда. А якщо говорити про внутрішньомозкових електродах, то навіть 100 тисяч контактів незрівнянно мало порівняно з мільйоном мільярдів контактів між нервовими клітинами.

І найголовніша проблема: ми не знаємо коди, на яких спілкуються між собою нервові клітини. Але навіть якби ми їх впізнали, це нічого б не дало, так як коди постійно модифікуються у відповідності з постійно оновлюється контекстом.

3. Про користь науки: комунікатори і маніпулятори

Практична користь від нейрокомп’ютерних інтерфейсів лежить не в області читання думок, а перш за все в медицині. Зокрема, в нашій лабораторії готується перший в країні нейрокоммуникатор для пацієнтів з тяжкими порушеннями мовлення і рухової функції після інсультів, черепно-мозкових травм.

Вже зараз у нас будь-яка людина може сісти за екран комп’ютера і набирати текст, не чіпаючи клавіатуру, просто фокусуючи увагу послідовно на тій чи іншій букві. Швидкість – всього лише 12-15 символів в хвилину. Але ми ж говоримо про медичне проекті, коли у пацієнта немає ніякої можливості набрати текст, окрім як використовувати для цього вольові зусилля.

Тільки в США понад 300 тисяч осіб, які страждають тотальним паралічем, які жодним рухом не можуть дати знати про свої бажання, наміри. Якщо їм надати такий інтерфейс, то фактично це буде для них нове життя. Більш того, таким пацієнтам можна замість букв надати можливість вольовим зусиллям натискати кнопки пульта управління: принести води, покликати лікаря, включити кондиціонер, увійти в інтернет і так далі.

На черзі – нейроманипуляторы: пристрої, що дозволяють силою наміру здійснювати фізичні дії

На черзі – нейроманипуляторы, тобто пристрої, які дозволяють силою нашого наміру здійснювати фізичні дії: щось собі подати, щось пересунути.

Вони управляються по-іншому: в енцефалограмі ми знаходимо зміни, характерні для моментів, коли людина думає, наприклад, про рух власної руки. На основі нейроманипуляторов ми зараз створюємо нейротренажер, який дозволить передати намір людини зробити рух паралізованою рукою до экзопротезной конструкції, прикріпленою до цієї руці.

Тренування полягає в тому, щоб реалізувати намір русі руки. У результаті мозок поступово реорганізує свої ресурси таким чином, щоб встановити зв’язок з м’язами руки, і тоді екзоскелет можна буде прибрати, за аналогією з милицями, від яких ми відмовляємося, коли зростається кістка.

4. Про протезах, що продовжують життя

У переважній більшості випадків в той момент, коли людина помирає, його мозок ще сповнений життя. Тому скоро виникне завдання поглинання тіла людини протезами, якими необхідно буде безпосередньо керувати за допомогою мозку.

Мова йде не про створення фантастичних електронних монстрів або кіборгів, а про продовження життя кожного з нас

Нейроинтерфейсы звернуться всередину людини, щоб забезпечити не тільки управління штучними кінцівками, але і системами регуляції життєдіяльності. Я не знаю, як далеко може зайти побудова симбіозу між штучним тілом і природним мозком, але мова йде не про створення фантастичних електронних монстрів або кіборгів, а про продовження життя кожного з нас.

Ми вже звикли до думки, що життя людини може тривати не тільки завдяки чужих органів, але і за допомогою штучних включень в тіло: клапанів серця, каркасів судин, металевих стегнових і колінних суглобів, пластикових кришталиків ока і так далі. Можливо, саме нейроинтерфейсные технології стануть вирішальними для повної реалізації ресурсів мозку людини.

5. Про межах розвитку мозку

Разом з застосуванням терапії проти біологічного старіння мозку людина отримає максимально можливі тимчасові межі для свого розвитку і вдосконалення. Мозок, мабуть, єдиний орган тіла, для повного протезування якого немає ні теоретичних, ні експериментальних підстав. Однак це не закриває перспективу створення протезів, хоч як-то імітують вихідну функцію.

Адже мозок – це хоча і надскладне, але достатньо структуроване інформаційно-аналітичне пристрій. Як і в комп’ютері, ми не можемо замінити центральний процесор, але в стані так чи інакше полагодити згорілий USB-порт з «підручних» матеріалів. Для мозку, мабуть, такі локальні рішення теж можливі.

* Повний текст інтерв’ю Олександра Каплана доступний на сайті інтернет-проекту «ПостНаука»: postnauka.ru/talks/27773

Be First to Comment

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

*

code