Самый сложный и загадочный объект во Вселенной Самый сложный и загадочный объект во Вселенной

Самый сложный и загадочный объект во Вселенной

Психофизиолог Александр Каплан — о человеческом мозге и о том, каким образом нейротехнологии помогут в полной мере реализовать его потенциал

Как цифровой мир влияет на мозг человека? Как современные технологии смогут усилить деятельность мозга в мире, который переполнен информацией? На 11-м международном форуме «REFORUM: человек в мире будущего» на эти вопросы отвечал доктор биологических наук, профессор МГУ им. М. В. Ломоносова, психофизиолог, основатель первой в России лаборатории нейроинтерфейсов Александр Каплан. Представляем краткий пересказ его выступления.

Человеческий мозг состоит из 86 млрд нервных клеток. Синопсы — контакты между нервными клетками — осуществляют информационно-аналитическую деятельность в мозге и являются аналогом транзисторов в процессорах. Таких контактов — миллион миллиардов (10 в 15-й степени), в то время как в самом современном процессоре — до 10 млрд транзисторов.

Современный вид мозга сформировался 40–50 тысяч лет назад и был подготовлен эволюцией для дальнейшего существования. Однако последние 10–15 лет мы живем в среде, сильно отличающейся от той, в которой мозг образовался. Этой среде свойственна информационная насыщенность, мультимодальность информации, экстремальность и внезапность ее потоков, а также изобилие сложных задач, требующих ответственных решений.

Очень много информации: информация мультимедийная, высокоскоростная, емкая. Это входит в привычку: если не вы громко говорите, то кто-то другой. Мы стали основными производителями информации на Земле, и это сильно увеличило объем и скорость информационного общения в мире.

Проблема не только в информационной насыщенности, но и в том, что мы не можем воспринимать информацию, которую не учились воспринимать. Например, в интернете опубликовано около 200 млн статей, и часть из них — мультидисциплинарные. Чтобы понять прочитанное, надо быть подготовленным в самых разных сферах. Кроме того, информация поступает в разных формах (есть информация звуковая, текстовая, графическая и т. д.), а ее бесперебойные потоки сбивают нас с толку и давят на мозг. Проблема не только в информационной насыщенности, но и в том, что мы не можем воспринимать информацию, которую не учились воспринимать. Например, в интернете опубликовано около 200 млн статей, и часть из них — мультидисциплинарные. Чтобы понять прочитанное, надо быть подготовленным в самых разных сферах. Кроме того, информация поступает в разных формах (есть информация звуковая, текстовая, графическая и т. д.), а ее бесперебойные потоки сбивают нас с толку и давят на мозг.


О кризисе компетентности и нейротехнологиях


Любая информация может оказаться новой, и мы к ней будем не подготовлены. Человек поступил в строительный институт, но через пять лет, закончив его, может не увидеть технологий, которые он изучал, в реальной жизни.

Вот тут на помощь и могут прийти нейротехнологии, которые способны объединить сильные стороны мозга и искусственного интеллекта. Мозг превосходит ЭВМ там, где задачи не имеют алгоритмических решений (интуиция, озарение), но вычислительные машины обгоняют нас по памяти и скорости в случае, когда операция выполняется по заранее прописанному алгоритму.


Сейчас такие технологии применяются в основном в медицине — они помогают пациентам вновь учиться ходить и взаимодействовать с миром. Однако потенциал у подобных разработок большой. Есть все возможности, чтобы направить их на облегчение работы мозга в информационно насыщенном мире. Например, мы будем посылать ИИ команду запомнить какую-то информацию и, когда понадобится, сможем силой мысли вызвать ее из памяти компьютера. Так мы получим максимальную реализацию возможностей мозга человека, который был задуман 50 тысяч лет назад.


Нейротехнологии на практике. Инвазивные методы


Сейчас самые передовые технологии позволяют вживить в клетки мозга до 100 тысяч нейрочипов, которые фиксируют клеточную активность и передают информацию компьютеру, чтобы он мог определить, какую задачу мозг хочет решить. Однако этот метод не самый эффективный, потому что в голове у человека 86 миллиардов нервных клеток, и мы не знаем все коды мозга: мы будем видеть импульсы, но не сможем правильно их расшифровать. Тем не менее, в медицине уже зарегистрированы успешные случаи внедрения нейрочипов в мозг парализованных людей для решения двигательных задач.

Ученые Питтсбургского университета (США) имплантировали и в чувствительную, и в моторную зоны головного мозга пациента мельчайшие электроды. Чувствительная зона получает информацию, а моторная — отдает команды манипулятору. Когда ученые нажимали на пальцы роботизированной конечности, мужчина ощущал прикосновение в пальцах его парализованной руки, при этом сигналы обходили поврежденный спинной мозг.

Большие мультидисциплинарные команды работают над экспериментами, позволяющими не только отправлять информацию из мозга компьютеру, но и возвращать ее обратно в мозг.


Неинвазивные нейроинтерфейсы


Александр Каплан выступает сторонником объединения мозга и искусственного интеллекта неинвазивным путем — чтобы не подвергать пациента серьезной хирургической операции и сохранить природу мозга.

Для того чтобы без хирургического вмешательства снять сигнал с кожной поверхности головы, используются нейроинтерфейсные технологии на основе электроэнцефалограммы. Они позволяют выполнить задуманное действие без помощи голоса и движений, а лишь прямой командой мозга исполнительному устройству. Более 15 лет Александр Каплан в своей лаборатории проводит эксперименты, которые доказывают, что с помощью внутреннего намерения можно успешно управлять предметами — игрушечной машинкой, шахматами, роботом, инвалидной коляской и т. д.

Отдельного внимания, по мнению ученого, заслуживают коммуникационные нейроинтерфейсы, в частности отечественная система «НейроЧат», разработанная под его руководством. Она позволяет пациентам, которые потеряли речь и возможность двигаться, мысленными усилиями набирать текст, общаться в соцсетях и пользоваться интернетом. Человек фокусируется на той или иной букве или картинке, изображенной на экране, в то время как на записях энцефалограммы регистрируется электрическая реакция мозга на эту букву или картинку. Точность такого метода — 95 случаев из 100.