Интерфейсы взаимодействия человеческого мозга и компьютера могут изменить мир - The Economist

Технологии часто выставляются как нечто, что вызывает большую трансформацию. И в случае Уильяма Кочевара это вполне оправдано. Попав в ДТП на мотоцикле, мужчина остался парализованным ниже плеч. Но он все равно может питаться самостоятельно.

Это происходит благодаря электродам, вживленным в его правую руку, которые стимулируют мышцы. Но настоящая магия происходит выше. Кочевар контролирует свою руку силой мысли. Его желание двигаться отражается в нейронной активности в моторных зонах коры головного мозга. Эти сигналы идентифицируются имплантами в его мозге и трансформируются в команды действия для электродов в руках.

Об этом пишет The Economist, добавляя, что способность декодировать мысли таким образом кажется научной фантастикой. Но интерфейсы взаимодействия мозга и компьютера (BCI), такие как система BrainGate, которой пользуется Кочевар, доказывают, что контроль силой мысли возможен.

Исследователи могут сказать, какие слова и изображения люди услышали и увидели, проанализировав лишь нейронную активность. Информацию можно декодировать и использовать для стимулирования мозга. Более 300 тысяч людей имеют кохлеарные импланты, которые помогают им слышать, конвертируя звук в электронные сигналы, которые затем направляются в мозг. Ученые "вводят" данные в головы обезьянам, которые дают им инструкции о выполнении действий, через электронные импульсы.

Издание пишет, что и Вооруженные силы США, и Кремниевая долина начали обращать внимание на мозг. Facebook мечтает о печатании текста силой мысли. Стартап Kernel получил 100 миллионов долларов инвестиций для развития нейротехнологий. Илон Маск создал компанию под названием Neuralink. Он убежден, что человеку нужно улучшить себя, чтобы выжить в мире, где ей придется сосуществовать с искусственным интеллектом. Различные предприниматели предвещают мир, в котором люди смогут общаться телепатически между собой и с машинами или получать удивительные способности, к примеру слышать на сверхвысоких частотах.

Ко всему этому человечеству предстоит пройти много десятилетий, если такие технологии вообще удастся когда-нибудь воплотить. Но до того, BCI может открыть путь к чрезвычайным новым возможностям. К примеру, можно стимулировать участок коры головного мозга, которая отвечает за зрение, чтобы помочь слепым видеть. Или же можно подтолкнуть мозг к развитию новых нейронных связей у тех людей, которые пережили инсульт.

Скептики же сомневаются, что все это возможно. Перевести BCI из лаборатории в клинику очень трудно. Система BrainGate, которую использует Кочевар, была разработана более 10 лет назад, но не многие ею воспользовались. Преобразования имплантов на потребительский продукт очень трудно представить. Путь распространения заблокирован тремя серьезными препятствиями: технологической, научной и коммерческой.

К примеру, с технологической точки зрения, техники сканирования мозга, которые не требуют прямого вмешательства, такие как электроенцифалограма, не могут получить мозговые сигналы с высокой четкостью через черепные кости и кожу. Некоторый прогресс в развитии электроецифалограмы был достигнут и он позволяет управлять производственными работами или играть в компьютерные игры лишь силой мысли. Но наиболее амбициозные технологии требуют имплантирование устройств в мозг, чтобы они взаимодействовали с нейронами на прямую. Кроме того, существующие импланты имеют ряд недостатков. К примеру, они включают провода, которые должны проходить через череп. Также они провоцируют иммунную систему на реакцию. Они способны взаимодействовать только с несколькими сотнями из 85 миллиардов нейронов в человеческом мозге.

Но скоро импланты изменятся благодаря прогрессу в миниатюризации и повышении мощностей компьютеров. Таким образом, могут появиться безопасные и беспроводные импланты, способные вступать в коммуникацию с сотнями тысяч нейронов.

Другое препятствие - мозг до сих пор остается загадкой для ученых, которые не могут сказать наверняка, как он функционирует. Особенно когда речь идет о сложных функциях, таких как формирование памяти. Исследователи продвинулись вперед в исследовании животных, но экспериментировать на людях трудно. Хоть некоторые части человеческого мозга, такие как моторные зоны, достаточно хорошо изучены. Но требуется более исчерпывающее знание. Машинное обучение может помочь в определении закономерностей в нейронной активности. Сам мозг справляется с управлением ВСI очень быстро и легко. А нейротехнологии могут разоблачить больше его тайн.

Ранее сообщалось, что в США впервые вживили в мозг человека управляющий настроением имплант. Аппарат сканирует электромагнитное поле мозга, анализирует его, выделяет характерные для разных физиологических состояний паттерны и генерирует электромагнитные колебания таким образом, чтобы результирующая собственной электромагнитной активности мозга и импланта создавала колебания с заданными характеристиками.

Ранее сообщалось о том, что ученые обнаружили в мозге человека два кластера генов, которые отвечают за развитие интеллекта. В ходе исследований ученые установили, что эти же гены в измененном состоянии могут привести к эпилепсии и когнитивному дисбалансу.