Биотехнолог Телышев: Neuralink позволит парализованным двигать пальцами
Содержание:
Компания Neuralink провела первое чипирование головного мозга человека. Это — первый шаг масштабного проекта Илона Маска по созданию настоящего интерфейса «мозг-компьютер». Но насколько созданный его компанией чип уникален? Чем имплант Neuralink отличается от конкурентов, как вернуть парализованным возможность ходить и можно ли с помощью электродов читать мысли — в материале «Газеты.Ru».
Чипирование мозгов
30 января предприниматель Илон Маск объявил, что компания Neuralink сумела впервые вживить чип в мозг живого человека. «Первоначальные результаты обнаружения нейронных импульсов весьма многообещающие», — написал он в соцсети X (бывшая Twitter). Управление по контролю качества пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США выдало разрешение на проведение операции — значит, эксперты сочли технологию Neuralink неопасной.
По словам Маска, имплант позволит управлять телефоном или компьютером, а через них и практически любым устройством, просто силой мысли. «Первоначальными пользователями будут те, кто потерял способность пользоваться конечностями. Представьте себе, если бы Стивен Хокинг мог общаться быстрее, чем машинистка или аукционист (Хокинг был парализован и общался с помощью клавиатуры и синтезатора речи, — «Газета.Ru»). Это наша цель», — заявил основатель Neuralink.
Маска часто критикуют за несбыточные обещания и преувеличение будущих успехов. С другой стороны, для многих само словосочетание «вживить чип в мозг» звучит пугающе и вызывает ассоциации с мрачной научной фантастикой, в которой люди попадают под тотальный контроль корпораций или искусственного интеллекта. Но есть ли в технологии Neuralink что-то радикально новое?
От ЭЭГ до «расчески»
Чип Neuralink (хотя правильнее назвать его набором электродов) стал далеко не первым, имплантированным в человеческий мозг. Такие опыты проводятся несколько десятилетий, а самым простым предшественником мозговых имплантов можно считать прибор для электроэнцефалографии (ЭЭГ) из поликлиники.
Нейроны, из которых состоит головной мозг, в процессе работы генерируют электрические импульсы, непосредственно связанные с их активностью. При снятии энцефалограммы на черепе пациента закрепляют электроды, которые улавливают отголоски импульсов нейронов, после чего врач анализирует полученную запись и делает вывод о здоровье человека. Однако получаемая таким путем картина всегда очень грубая, как если смотреть телевизор сквозь занавеску. Можно отличить цветную картинку от черно-белой, выпуск новостей от мелодрамы, а пейзаж от лица человека, но не более того.
Чтобы получить более четкий сигнал, контакты необходимо размещать непосредственно на мозге. Поначалу, в XX веке, ученые лишь исследовали таким образом работу мозга, но со временем научились отличать разные типы получаемых сигналов и связывать их с тем, о чем думает человек или что он чувствует. Важной вехой этих исследований стало создание в 2004 году Utah Array, «Ютского массива» (от названия американского штата Юта). Внешне этот массив электродов напоминал квадратную расческу с сотней зубцов, но размером чуть больше спичечной головки. В основном он использовался в фундаментальных исследовательских программах, но часть из них непосредственно подводит к идее Neuralink. Массив имплантировали парализованным людям и старались понять, какой электрический сигнал связан с попыткой совершить то или иное движение.
Тип сигнала можно распознавать с помощью компьютера, а компьютер легко запрограммировать выдавать определенную команду, связанную с сигналом. Грубо говоря, увидев намерение человека поднять руку, программа может отдать команду поднять роботизированную руку (причем неважно, закреплена она на теле или где-то еще). Например, несколько лет назад врачи смогли вернуть полностью парализованному человеку возможность быстро набирать текст «силой мысли» — для этого он представляет себе, что выводит рукописные буквы. Считывать связанные с письмом моторные сигналы оказалось проще и надежнее, чем мысли об абстрактных буквах.
В ходе другой работы швейцарские ученые из Федеральной политехнической школы в Лозанне смогли вернуть человеку с парализованными из-за травмы спинного мозга ногами возможность ходить. Для этого одну группу имплантов вживили в мозг, а другую — в нижнюю часть спинного мозга. Они были соединены по беспроводному каналу связи, и имланты в позвоночнике стимулировали спинной мозг и заставляли ноги двигаться. Попросту говоря, инженеры восстановили разорванную нервную цепь, и теперь 40-летний голландец Герт-Ян Оскам снова может ходить — пока, правда, при помощи ходунков.
В теории, сигналы мозга можно не только считывать, но и индуцировать. В этом случае человек смог бы получать изображение с видеокамеры или чувствовать тактильный отклик от роборуки, — правда, пока подобные работы находятся на самом раннем этапе.
Что нового придумал Илон Маск?
«Ключевая особенность Neuralink — размещение большого количества электродов на небольшом пространстве. Всех деталей компания не раскрывает, но как я понимаю, их набор имеет около тысячи электродов на площади не более квадратного сантиметра. Для сравнения, даже в самых передовых исследовательских работах используют наборы лишь из сотни электродов и на большем пространстве. Именно в этом новаторство и прорыв Neuralink», — рассказал «Газете.Ru» Дмитрий Телышев, директор Института бионических технологий и инжиниринга Сеченовского Университета.
Инженер провел аналогию с начертанием карты, на которую необходимо нанести (в недостижимом идеале) все нейроны мозга. Чем больше плотность электродов, тем выше детализация карты и тем более тонкие различия между электрическими сигналами она позволяет видеть. Если говорить о восстановлении возможностей парализованных людей с помощью протезов, то подобные Neuralink устройства позволят им делать более ловкие движения. Например, руку можно будет не только сжимать и разжимать, но и шевелить отдельным пальцем вверх, вниз, влево и вправо.
По заявлению самой Neuralink, их электроды столь точны, что получают сигналы от единичных нейронов, а не от их групп. При этом Телышев предупредил, что считывание этих сигналов — лишь первый и необходимый, но не достаточный для успеха этап. Необходимо научиться эти сигналы интерпретировать, а также добиться стабильной работы всей системы в течение длительного времени.
Тотальный контроль подождет
Необходимо оговориться: ни Neuralink, ни любой другой набор электродов ни в коей степени не способен читать мысли. Мысли и идеи — это субъективные ощущение человека, их природа нейробиологам не до конца ясна, равно как и то, связаны ли конкретные нейроны мозга или их сигналы с определенной мыслью. Чип позволяет лишь фиксировать внешние проявления мыслей и намерений, и лучше всего это получается с моторными сигналами.
Кроме того, чипы фиксируют только электрические сигналы, а для мозга не менее важны биохимические процессы, проникнуть в которые неизмеримо труднее.
Таким образом, в обозримом будущем электроды не позволят ни вытащить из головы пароли, ни подслушать истинные мысли о начальнике и президенте.
Доминирующая реакция исследовательского сообщества на новость об успехе Neuralink — доброжелательный, но сдержанный оптимизм. «Мы должны учитывать, что хотя над [подобными] интересными продуктами работает множество компаний, лишь несколько из них имплантируют свои устройства людям, поэтому Neuralink влилась в довольно небольшое сообщество», — заявила The Guardian Энн Ванхёстенберг, профессор активных имплантируемых медицинских устройств в Королевском колледже Лондона.
Также ученые хотят дождаться практических результатов, полученных с помощью вживленного имланта. Их не стоит ждать в ближайшие дни, поскольку пациенту потребуется какое-то время на восстановление и адаптацию.
К заявленной же Илоном Маском цели существования компании Neuralink — добиться слияния человека с искусственным интеллектом — следует относиться с такой же долей скепсиса, как и к его планам колонизировать Марс в ближайшие годы.
Что думаешь?