О нейроимплантах, чтении мыслей и оцифровке сознания. Интервью с Сергеем Гуляевым

Недавно в рамках рубрики "Новости биомедицины" мы рассказали о разработке нового нейроимпланта, позволяющего считывать слова прямо из мыслей человека. Нашу команду эта новость очень впечатлила! Поэтому сегодня мы решили задать несколько вопросов по этой теме Сергею Гуляеву. Сергей Александрович Гуляев – доктор медицинских наук, заведующий лабораторией клинической нейрофизиологии ФГБУ "ФЦМН" ФМБА России.

– Расскажите вкратце, в чем суть исследования Калифорнийского университета? В чем его ценность?

Там были люди с поражением речевого аппарата. Им имплантировались электроды в моторную зону, и проводился анализ сигнала с выделением характерных групп частотных паттернов. Как бы смотрели непосредственную активность этой области и в дальнейшем сравнивали результаты с аналогичной активностью, возникающей при мысленном проговаривании отдельных слов.

Исходя из их работы, ошибочность выходила 23%, что довольно неплохо, так как процент совпадений, вероятно, составлял не менее 60%, если включать еще и сомнительные результаты.

Но это интересно, очень интересен алгоритм дешифровки. В остальном, это технологии 60-ых годов прошлого века, когда нам еще позволялись «смелые» эксперименты на животных и людях без одобрения этического комитета.

Эта технология, наверное, может хорошо применяться у людей с тотальным параличом. Правда, таких больных откровенно мало (это последствия тяжелых нейроинфекций или очень грубых форм спинальной мышечной атрофии). У остальных все можно решить намного проще, через мышечную активность лицевых мышц или сохраненную активность мышц конечностей. Как у Стивена Хокинга, когда он управлял коляской и коммуникатором с помощью одного пальца.

– Можно ли сказать, что теперь мы научились читать мысли?

Это один из защитных механизмов, приобретенных нашими предками в далекой древности.

Вопрос, наверное, стоит немного в другом: можно ли создать технологию, которая будет служить альтернативным коммуникативным интерфейсом между окружающей средой и человеческим мозгом. Создание такой технологии позволит увеличить поток информации, который мы можем воспринять и передать.

Да, этой технологии тоже довольно много лет, поскольку первые опыты с вживлением электродов в мозг млекопитающих начали проводиться еще в 30-ых годах прошлого века. В настоящее время мы наблюдаем ренессанс данных исследований, поскольку сейчас в распоряжении ученых есть новая и портативная компьютерная техника, позволяющая значительно расширить возможности таких разработок.

– Ведутся ли подобные исследования и в России?

В частности, безусловным лидером является лаборатория МГУ под руководством Александра Яковлевича Каплана, которая уже несколько лет как выпускает коммерческий продукт НейроЧат, представляющий коммуникационное устройство, не требующее имплантации. А соответственно, исключающее огромное количество рисков, связанных с проведением нейрохирургической операции.

– Ведутся ли на базе НИЯУ МИФИ исследования в этой области? Если да, то какие?

На базе ИФИБ НИЯУ МИФИ мы создаем новое подразделение, изучающее проблемы мозговой активности и возможности исследования мыслительного процесса человека.

В перспективе у нас создание единого программного обеспечения, которое сможет делать подобные расчеты единым блоком, исключающим появление ошибок передачи данных.

– Насколько вообще в России развита такая область, как разработка нейроимплантов, нейроинтерфесов?

Так современные нейроимпланты позволяют лечить некурабельные формы эпилепсии или убирать хронические боли.

– Какие существуют альтернативные решения в этой области? В посте мы также упоминали статью, в которой были описаны методы альтернативной терапии, использующие нейропластичность. В чем преимущества и недостатки этих методов?

В представленных работах демонстрируются возможности нейроинтерфейсов, основанных на регистрации биоэлектрической активности сенсомоторных областей головного мозга.

Однако ее недостаток заключается не только в том, что наилучшие результаты она демонстрирует лишь у людей, имеющих исключительно периферические поражения, но и в том, что с возрастом такая технология становится малоэффективной.

Это происходит потому, что чем моложе человек, тем больший участок мозга вовлечен в организацию двигательного акта. Чем старше мы становимся, тем движения становятся привычнее, проще, и человеку уже не требуется вовлекать большое количество нейронов в организацию движения. В результате подобные технологии, применяемые у людей с параличами, возникшими вследствие инсульта, чаще всего оказываются малоэффективными.

– Помимо подобной терапии, какие еще перспективы есть у этой технологии?

В шутку можно сказать, что развитие данной технологии сделает ненужной работу секретаря.

– На кого нужно учиться и какие компетенции нужны, чтобы создавать нейроинтерфейсы и устройства, помогающие читать мысли?

В настоящий момент мы вошли во время, когда исследования и открытия производятся не в узких областях, а на стыке наук. Так простое понятие биоинженерии без подключения знаний о физиологии и медицине не позволяет понять, почему система нейроинтерфейсов, при всей своей кажущейся простоте, пока не может выйти на уровень реально существующего продукта.

Возможно, нам в ближайшем будущем удастся создать новое направление обучения на базе ИФИБ НИЯУ МИФИ, решающее проблему подготовки базового уровня подобных специалистов.

– Далеко ли до оцифровки сознания?

«Далеко» поскольку, на самом деле, «сознания» нет, а есть последовательности высших нервных функций, формирующих наше представление об окружающем мире. А до понимания этих функций, возможно, уже очень «близко».