Нейроинтерфейсы: интересные факты

Люди-киборги, нейропротезы, экзоскелеты и аватары – здесь будущее просматривается наиболее отчетливо. Дальнейшее усовершенствование технологий позволит связывать мозг с механическими устройствами. Сегодня парализованный человек может рассчитывать на одну руку-манипулятор – громоздкую конструкцию, присоединенную кабелями к компьютеру и требующую постоянной отладки.

Пока это возможно лишь в научной лаборатории, и даже лучшие интерфейсы получают сигналы лишь от нескольких сотен нейронов. Когда их число перевалит через миллион, ситуация качественно изменится, управление протезом станет интуитивным и быстрым, неотличимым от владения обычной рукой. У парализованных появятся слаженно работающие конечности и в итоге полноценный экзоскелет. Им будут пользоваться не только парализованные, но и пожилые люди.

Отдельным видом терапии может стать погружение в виртуальную реальность

Эту область исследований ждет расцвет, основная интрига в том, какой подход выйдет на первый план – инвазивный или неинвазивный. Вживление микроэлектродов в мозг – это хирургическое вмешательство, которое не всякому по вкусу. Проще и безопаснее фиксировать сигналы на поверхности головы, но они не такие точные. Поэтому прогресс пойдет в обоих направлениях: на смену металлическим электродам придут биосовместимые нанотрубки и беспроводные средства связи, информация будет идти от протеза в мозг и обратно, появятся миниатюрные источники энергии и микропроцессоры.

Отдельным видом терапии может стать погружение в виртуальную реальность, где больной будет действовать исключительно за счет силы мысли. Опыты Мигеля Николелиса на обезьянах показали, что их мозг быстро адаптируется к такой ситуации и через интерфейс успешно управляет конечностями, смоделированными на экране компьютера. Более того, животные научились этими конечностями осязать анимированные объекты.

От виртуального тела несколько шагов до реального аватара – дополнительного искусственного «тела», управляемого мозгом. Применения в основном будут не медицинские, хотя можно допустить и такую возможность. Несколько лет назад неврологу Эйдриану Оуэну удалось установить контакт с вегетативными больными, отслеживая изменения активности их мозга с помощью фМРТ и ЭЭГ. Такие люди не способны пошевелиться, не могут говорить и не реагируют на обращенные к ним слова. Оуэн показал, что некоторые из них в состоянии осмысленно отвечать на вопросы через управление своим воображением. Таким людям, не имеющим никакой связи с собственным телом, но остающимся в сознании, аватар может буквально подарить новую жизнь. Правда, этот сценарий в любом случае дело отдаленного будущего.

Зато уже в ближайшей перспективе получат распространение зрительные протезы. Сейчас ученые пробуют разные способы восстановления зрения через подключение оптического устройства к сетчатке, зрительному нерву и мозгу. Первые рабочие модели дают отвратительное качество картинки, так что сегодня с помощью протеза слепой может разве что определить источник света и очертания дверного проема. Но с развитием бионанотехнологий можно будет добиться не только четкого цветного зрения, но и сверхспособности видеть, например, в инфракрасном диапазоне, чувствовать магнитные поля и увеличивать изображение, различая надписи на расстоянии километра.

Новая эра, где мозг будет объединен с электронными усилителями, приобретает отчетливые очертания

Отдельный класс нейропротезов будущего – импланты, берущие на себя функцию определенных участков мозга. Один из главных пророков такого будущего, Теодор Бергер из Университета Южной Калифорнии, в течение многих лет разрабатывает все более совершенные алгоритмы и микросхемы, имитирующие работу живых нейронов. «Мне давно говорили, что я чокнутый», – смеется Бергер и предъявляет результаты. В прошлом году ему с коллегами удалось вживить специальный чип в гиппокамп обезьян, обученных запоминать и выбирать символы на экране. Задание для животных сложное, и они нередко ошибались. Нейрочип отслеживал активность нервных клеток и мог предсказать, какой выбор сделает обезьяна. Когда возрастала угроза ошибки, устройство выдавало серию электрических импульсов, имитируя «правильную» работу нейронов. Обезьяны резко улучшили выполнение задания.

Новая эра, где мозг будет объединен с электронными усилителями, приобретает отчетливые очертания. Бергер признается: «Я никогда не рассчитывал, что увижу подобное применительно к людям. Теперь же мы дискутируем о том, когда именно и как это произойдет. Никогда не думал, что доживу до этого дня». В ближайшие годы он планирует создать нейропротез долговременной памяти. Сначала на крысах, но тенденция очевидна. Улучшение памяти, обострение восприятия, эмоциональная устойчивость и даже абстрактное мышление – многие функции психики можно будет проапгрейдить с помощью быстрых и умных микрокомпьютеров, подсоединенных к мозгу. И отказаться от такого соблазна будет чрезвычайно сложно. Преимущество, обеспечиваемое нейропротезами, неизбежно создаст ситуацию, когда «приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на месте». Не принявшие новые технологии рискуют стать аутсайдерами. Так мы все рано или поздно станем киборгами.

nedug.ru