Специалист по нейроинтерфейсам «мозг — компьютер» Александр Каплан оценил возможности чипа от Neuralink, который неделю назад представил американский изобретатель Илон Маск.
Александр Яковлевич Каплан — заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, доктор биологических наук, профессор.
Применение в медицине чипов Илона Маска принесет реальную пользу в медицине? Людям с какими заболеваниями это актуально?
Технология Маска — потенциально революционный шаг для ранней диагностики мозговых расстройств и даже для их активной коррекции. Сама постановка задачи об использовании вживленных электродов в медицине не нова. Сейчас, к примеру, в мире насчитывается более 150 000 пациентов с эпилептическими расстройствами, которые чувствуют себя здоровыми лишь благодаря вживленным в мозг корректирующим электродным комплексам.
Принцип их действия достаточно прост: регистрируемая погружным электродом электрическая активность анализируется зашитой под кожу черепа микросхемой. Так определяется момент зарождения эпилептического приступа. Как только этот момент обнаруживается, та же микросхема подключает электрод к миниатюрной батарейке, импульсный ток от которой в зоне очага купирует приступ.
Технология Маска с множественным вживлением электродов, вероятно, позволит вести такую диагностику и коррекцию гораздо точнее и в большем числе случаев. И не только для купирования приступов. Еще, например, для тотальной стимуляции некоторых групп нервных клеток с целью активации синтеза тех или иных медиаторов. Таким образом, Илон прав: можно будет корректировать какие-то нейродегенеративные заболевания, к примеру болезнь Паркинсона, или тяжелые психиатрические расстройства.
При этом следует успокоить защитников прав человека, к которым отношусь и я. Через вживленные электроды нельзя настроить личность на определенные мысли, запустить в голову «чужие» голоса и заставить человека действовать против его воли
Чтобы вмешаться в информационно-аналитическую деятельность нервных клеток, нужно хорошо знать язык их общения. Сейчас нет никаких теоретических и практических подходов к тому, чтобы такой нейрохакинг стал возможным в обозримое время.
Заявлено, что такой имплант может быть полезен парализованным людям. «Я уверен, что в долгосрочной перспективе будет возможно восстановить чье-то полное движение тела», — сказал Маск. Как именно это будет работать?
Я почему-то уверен, что в следующем году Маск представит, наконец, технологию, в какой-то мере решающую проблему людей с тяжелыми повреждениями спинного мозга. Это десятки тысяч пациентов только в Российской Федерации. Предпосылки к созданию такой технологии уже имеются в разных лабораториях мира, в том числе и в России. Идея очень проста: надо, к примеру, обнаружить намерение человека сделать шаг. Обычно это намерение тут же передается к мотонейронам спинного мозга, далее к мышцам ноги, и человек делает шаг. Но у спинальных пациентов проведение через спинной мозг нарушено. Поэтому современная нейротехнология предлагать передать команду головного мозга к спинному посредством нейроинтерфейса непосредственно к устройству. Которое, в свою очередь, уже электрическими стимулами активирует «шагательные» нейроны в спинном мозгу ниже места его повреждения.
До сих пор эта технология никак не выйдет из стен лабораторий как раз из-за ее трудоемкости и технической сложности операций по вживлению электродов в головной и спинной мозг. Роботизированный комплекс Маска вполне может справиться с задачей.
Скажу даже больше. Технологии вживления электродов в мозг позволят людям с тяжелыми нарушениями речи и движений организовать приемлемую сферу самообслуживания. Научиться передавать мысленные команды (не сами мысли!) приводам инвалидного кресла или кровати, буквопечатающим, бытовым и прочим устройствам. Для этого нейроинтерфейсам не потребуется читать мысли. Достаточно будет зарегистрировать повышенную активность в нейронах, например, обеспечивающих движение левой руки, чтобы понять намерение человека к движению этой рукой. При параличе сама рука не будет двигаться, но команду к ней можно таким образом перехватить электронным способом. А после подать на соответствующий исполнительный механизм — например, на манипулятор с напитком.
Чем больше электродов будет вживлено в мозг, тем более филигранной станет игра нейронов на исполнительных механизмах. Эти устройства, конечно, должны быть снабжены приемниками беспроводных команд мозга. Но это уже дело техники.
Кстати, мы сейчас говорим не о далеком будущем. В моей лаборатории в МГУ создана нейроинтерфейсная технология «Нейрочат», позволяющая пациентам без голоса и движений набирать буквы на экране компьютера
Так, буква за буквой, люди могут писать целые тексты. Сейчас уже более 500 комплексов находятся на руках у пациентов в больницах и дома. С помощью «Нейрочата» они могут не только набирать тексты, но принимать и отправлять почту, давать команды бытовым устройствам, делать звонки. Преимущество технологии — она не требует вживления электродов в мозг. Достаточно эти электроды расположить на кожной поверхности головы, чтобы по отголоскам пробивающейся через череп электрической активности мозга определить, какая в данный момент буква нужна человеку. Методически это та же самая электроэнцефалография, которая имеется почти в каждой поликлинике.
Однако платой за такую щадящую методику становятся ограничения по скорости набора букв — всего восемь-десять в минуту, а также высокая утомляемость пациента в этом процессе. И все потому, что в сильно зашумленной электрической активности на поверхности головы очень трудно обнаружить признаки даже простых намерений человека. Поэтому можно возлагать большие надежды на новые технологии вживления электродов в мозг для регистрации активности нейронов в «чистом» виде, подобные тем, что презентовал Илон Маск.
По словам Маска, его девайс поможет человечеству стать умнее и обрести сверхспособности. Например, научиться видеть в инфракрасном, ультрафиолетовом или рентгеновском лучах. Это реально?
Да, человека возможно обеспечить новыми сенсорными возможностями: слышать ультразвук, видеть инфракрасный свет, нюхать лучше собаки и т. д. Достаточно трансформировать выходы высокочувствительных технических сенсоров звука, света, давления и запахов в корковых областях мозга, неважно каких. Мозг человека настолько пластичен, что после многократных тренировок он «поймет» связь активации своих нейронов с теми или иными внешними воздействиями. В дальнейшем так и будет считать: активировались данные клетки — значит, включился ультразвук…
Конечно, можно таким образом оснастить мозг человека подобным аппаратным расширением. Но это ничего не добавит к его интеллектуальным ресурсам, не обеспечит повышенную жизнеспособность в обычных условиях. Лишь приведет к риску развития дегенеративных явлений в местах искусственной стимуляции мозга. И никаких сверхспособностей, нужных человеку.
По мнению Маска, чипы от Neuralink пригодятся для диагностики и профилактики болезней: они могут измерять температуру, давление и движение, предупреждать о сердечном приступе или инсульте. Когда эти технологии войдут в нашу жизнь? Каким вы видите будущее подобных медицинских разработок?
Технологии, позволяющие размещать сенсоры непосредственно в ткани мозга, безусловно, полезны уже в настоящем времени и наверняка имеют очень большие перспективы в будущем. Но это все очень далеко от мифических «чипов» для чтения мыслей, управления поведением личности и «концептуальной телепатии». Конечно, всякая электроника внутри головы, как и элементы кардиостимуляторов внутри сердца, несет в себе определенную чисто физическую опасность. Но она будет приемлема в различных разработках до тех пор, пока не начнет затрагивать природу человека, его психический мир и личность.
Александр Яковлевич Каплан — заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, доктор биологических наук, профессор
