Інтерфейси взаємодії людського мозку і комп'ютера можуть змінити світ - The Economist

Технології часто виставляються як щось, що спричиняє велику трансформацію. І у випадку Вільяма Кочевара це цілком виправдано. Потрапивши в ДТП на мотоциклі, чоловік лишився паралізованим нижче плечей. Але він все одно може їсти самостійно.

Це відбувається завдяки електродам, імплантованим у його праву руку, які стимулюють м'язи. Але справжня магія відбувається вище. Кочевар контролює свою руку силою думки. Його бажання рухатися відображається у нейронній активності у моторних зонах кори головного мозку. Ці сигнали виявляються імплантами у його мозку і трансформуються у команди діяти для електродів у руках.

Про це пише The Economist, додаючи, що здатність декодувати думки таким чином здається науковою фантастикою. Але інтерфейси взаємодії мозку і комп'ютера (BCI), такі як система BrainGate, якою користується Кочевар, доводять, що контроль силою думки можливий.

Дослідники можуть сказати, які слова і зображення люди почули і побачили, проаналізувавши лише нейронну активність. Інформацію можна декодувати і використовувати для стимулювання мозку. Понад 300 тисяч людей мають кохлеарні імпланти, які допомагають їм чути, конвертуючи звук у електронні сигнали, які потім надсилаються в мозок. Вчені "вводять" дані в голови мавпам, які дають їм інструкції про виконання дій, через електронні імпульси.

Видання пише, що і Збройні сили США, і Кремнієва долина почали звертати увагу на мозок. Facebook мріє про друкування тексту силою думки. Стартап Kernel отримав 100 мільйонів доларів інвестиції для розвитку нейротехнологій. Ілон Маск створив компанію під назвою Neuralink. Він переконаний, що людині потрібно покращити себе, щоб вижити у світі, де їй доведеться співіснувати зі штучним інтелектом. Різні підприємці передбачають світ, в якому люди зможуть спілкуватися телепатично між собою і з машинами чи отримувати надзвичайні здібності, приміром чути на надвисоких частотах.

До всього цього людству належить пройти багато десятиліть, якщо такі технології взагалі вдасться хоч колись втілити. Але до того, BCI може відкрити шлях до надзвичайних нових можливостей. Приміром, можна стимулювати ділянку кори головного мозку, яка відповідає за зір, щоб допомогти сліпим бачити. Або ж можна підштовхнути мозок до розбудови нових нейронних зв'язків у тих людей, які пережили інсульт.

Скептики ж сумніваються, що все це можливо. Перевести BCI з лабораторії в клініки дуже важко. Система BrainGate, яку використовує Кочевар, була розроблена більше ніж 10 років тому, але не багато людей нею скористалися. Перетворення імплантів на споживацький продукт дуже важко уявити. Шлях до поширення заблокований трьома серйозними перешкодами: технологічною, науковою і комерційною.

Приміром, з технологічної точки зору, техніки сканування мозку, які не вимагають втручання у мозок, такі як електроенцифалограма, не можуть отримати мозкові сигнали з високою чіткістю через черепні кістки і шкіру. Деякий прогрес у розвитку електроецифалограми був досягнутий і він дозволяє керувати виробничими роботами чи грати в комп'ютерні ігри лише силою думки. Але найбільш амбіційні технології вимагають імплантування пристроїв у мозок, щоб вони взаємодіяли з нейронами на пряму. Крім того, існуючі імпланти мають низку недоліків. Приміром, вони включають дроти, які повинні проходити через череп. Також вони провокують імунну систему на реакцію. Вони здатні взаємодіяти лише з кількома сотнями з 85 мільярдів нейронів у людському мозку.

Але скоро імпланти зміняться завдяки прогресу в мініатюризації і підвищенні потужностей комп'ютерів. Таким чином, можуть з'явитися безпечні і бездротові імпланти, здатні вступати в комунікацію з сотнями тисяч нейронів.

Інша перешкода - мозок досі лишається загадкою для вчених, які не можуть сказати напевне, як він функціонує. Особливо коли йдеться про складні функції, такі як формування пам'яті. Дослідники просунулися вперед у дослідженні тварин, але експериментувати на людях важко. Хоч деякі частини людського мозку, такі як моторні зони, досить добре вивчені. Але потрібне більш вичерпне знання. Машинне навчання може допомгти у визначенні закономірностей у нейронній активності. Сам мозок справляється з управлінням BCI дуже швидко і легко. А нейротехнології можуть викрити більше його таємниць.

Раніше повідомлялося, що у США вперше вживили в мозок людини керуючий настроєм імплант. Апарат сканує електромагнітне поле мозку, аналізує його, виділяє характерні для різних фізіологічних станів патерни і генерує електромагнітні коливання таким чином, щоб результуюча власної електромагнітної активності мозку і імпланта створювала коливання з заданими характеристиками.

Раніше повідомлялося про те, що вчені виявили в мозку людини два кластера генів, які відповідають за розвиток інтелекту. В ході досліджень вчені встановили, що ці ж гени в зміненому стані можуть призвести до епілепсії та когнітивного дисбалансу.