«При помощи стимуляции через некоторые нейрочипы можно контролировать человека. Например, хорошо известны зоны, отвечающие за страх, и их действительно можно отключить или включить», — рассуждает профессор Университета Иннополис Владимир Максименко. Он в 2019 году рецензировал самый первый чип Илона Маска по просьбе авторитетного канадского издания, а сегодня оценивает для «БИЗНЕС Online» новейший нейроинтерфейс миллиардера, успешно имплантированный в мозг неизвестному пациенту. В своем блоге Максименко рассказывает о том, что люди будут вставлять себе в голову в ближайшие пять лет, отстает ли Россия в этой нейрогонке и какую систему реабилитации после инсульта изобрели в Иннополисе.
На этой неделе Neuralink Илона Маска впервые вживила нейрочип Telepathy («Телепатия») в мозг человека
Илон Маск чипировал человека
На этой неделе Neuralink Илона Маска впервые вживила нейрочип Telepathy («Телепатия») в мозг человека. Компании потребовалось 8 лет, чтобы создать подходящий имплант, робота, который его установит, и получить разрешение экспериментировать с ним на людях. Главная задача нейрочипа, как декларируется, — расширить возможности людей с различными заболеваниями. Маск считает, что инновационное устройство должно помочь парализованным людям восстановить двигательные функции, а на презентации в августе 2020 года он рассказывал, что чип поможет справиться с тревожностью, добиться более эффективной работы мозга и даже слушать музыку, не используя уши.
В будущем устройство позволит людям с параличом управлять телефоном, компьютером и любой другой техникой, просто подумав об этом, сообщил Маск в соцсети Х (ранее «Твиттер»).«Представьте, что Стивен Хокинг мог бы общаться быстрее, чем машинистка или аукционист. Это наша цель», — отметил он. Позже глава компании сообщил, что пациент чувствует себя хорошо и восстанавливается после операции.
Обезьянка по кличке Пейджер, которая играет в видеоигру при помощи вживленного в ее мозг чипа
Разработка компании Маска породила в обществе дискуссию о будущем мире людей-киборгов. Некоторые СМИ писали, что это первое успешное вживление чипа в человека в истории, но на самом деле это не так. Интерфейсы «мозг – компьютер» (ИМК) используются уже давно. Одним из первых «киборгов» стал парализованный после ножевого ранения американец Мэттью Нейгл, к мозговой оболочке которого еще в 2005 году присоединили электроды, позволяющие ему управлять компьютером силой мысли. В 2016-м парализованный Натан Коупленд научился управлять роборукой при помощи мысли, и даже поздоровался кулаками с президентом США Бараком Обамой, и ощутил это прикосновение. А в 2023-м СМИ сообщали о парализованном голландце Герте-Яне Оскаме, который начал ходить с помощью устройства, соединяющего мозг с мышцами. В СССР первым ученым, установившим электроды в мозг человека, стала нейрофизиолог Наталья Бехтерева. Она разработала метод точечной электрической стимуляции подкорковых и корковых зон головного и спинного мозга.
Представленная в 2019 году капсула-приемник, которая крепится за ухом, к 2020-му переросла в полностью беспроводное устройство, которое передает сигналы мозга по Bluetooth. Размер нейроинтерфейса, похожего на монету, 23 на 8 мм, в нем 1 024 электрода. Операцию по вживлению чипа совершает робот-хирург.
Маск взял с собой на презентацию двух свиней, которые успешно прошли чипирование. А в апреле 2021-го Neuralink показала видео с обезьянкой по кличке Пейджер, которая играет в видеоигру при помощи вживленного в ее мозг чипа.
В сентябре прошлого года компания открыла набор людей на участие в клинических испытаниях устройства. Подопытными могли стать пациенты с квадриплегией (полным параличом всех четырех конечностей) вследствие травмы шейного отдела спинного мозга или бокового амиотрофического склероза. И наконец, в январе 2024-го чип был вживлен первому человеку.
Существуют и ИМК, разработанные в Татарстане. Ученые лаборатории нейронауки и когнитивных технологий Университета Иннополис создали устройство, которое может предсказывать эпилептические приступы с точностью до 90%. Но пока оно исследовано только на крысах. А в 2019 году ученые из Иннополиса даже рецензировали разработку Маска для Journal of Medical Internet Research. «БИЗНЕС Online» попросил одного из ученых группы, доктора физико-математических наук, профессора Университета Иннополис Владимира Максименко оценить, действительно ли устройство Маска — прорыв в мире науки и как нейроинтерфейсы повлияют на человечество.
«В СССР первым ученым, установившим электроды в мозг человека, стала нейрофизиолог Наталья Бехтерева»
В чем уникальность технологии Маска?
Сама по себе идея вживлять электроды в мозг и считывать нейронную активность не уникальна. Данное направление в науке с большим успехом развивается и в России, и по всему миру.
У разработки Neuralink есть две особенности. Во-первых, высокоскоростной метод имплантации электродов в мозг, который позволяет вживить 1 024 электрода и считывать активность тысяч нейронов. Это важно, т. к. функции мозга реализуются посредством взаимодействия между нейронами, и такие взаимодействия можно лучше рассмотреть. Во-вторых, устройство компактное и его можно беспроводным способом подключать к другому оборудованию, например к медицинским аппаратам.
Приживется ли чип?
Скорее всего, чип придется менять каждые несколько лет или чаще: существующие электроды плохо приживаются в человеческом теле. Все-таки это инородное тело в мозге, возникает ответная реакция организма, и тот начинает бороться с электродами. Они начинают обрастать тканями, и их способность записывать сигналы с высокой точностью теряется, а некоторые материалы вообще могут вызвать воспаление.
Но все же существуют исследования на обезьянах, где имплантация электродов оказалась успешной и активность нейронов записывается в хорошем качестве даже спустя год после имплантации.
Какие еще могут быть проблемы?
Электроды в мозге можно использовать как для считывания записей, так и для осуществления какого-то воздействия, стимуляции. В первом случае, даже если в чипе произойдет поломка, человек рискует лишь потерять связь с внешним устройством. Нейрочип Маска работает только на считывание информации.
К стимуляции через электроды надо относиться более внимательно: можно повредить мозг, разрушив нейронные связи, и вызвать приступы или конвульсии. Любой шаг, даже самый маленький, требует большой осторожности как с точки зрения безопасности, так и этики и анализа возможных последствий. Кроме этого, при помощи стимуляции есть возможность контролировать человека. Например, хорошо известны зоны, отвечающие за страх, и их действительно можно отключить или включить.
Владимир Максименко — доктор физико-математических наук, профессор Университета Иннополис. Лауреат премии президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых за 2020 год, она присуждена ему за разработку инвазивных и неинвазивных интерфейсов «мозг – компьютер» для контроля нормальной и патологической активности мозга.
Разработал ряд оригинальных математических моделей нейронных сетей и нейрокомпьютерные интерфейсы, которые позволяют инвазивно, путем электрической стимуляции, предотвращать и блокировать приступы у больных эпилепсией, когда медикаментозное воздействие для снятия приступа оказывается неэффективным. А также неинвазивно моделировать воображаемую двигательную активность и определять концентрацию внимания, что актуально для реабилитации больных после инсульта, при обучении школьников и т. д.
Например, мы проводили опыты над крысами, смотрели, как на них влияют разные типы стимуляции, и в некоторых случаях у грызунов начинались самопроизвольные конвульсии. Причем это был долговременный эффект некоторых типов стимуляции, который проявил себя спустя время. Поэтому любые подобные вмешательства требуют долгосрочных исследований.
Сейчас мы работаем над тем, чтобы разобраться, какая стимуляция будет наиболее безопасной для мозга и в то же время эффективной для предотвращения эпилептических приступов. Это довольно долгосрочный проект, т. к. задача сложная. Эпилептический приступ — редкое событие, которое может случиться раз в очень долгий промежуток времени, а интерфейс должен работать все время и очень точно. Важно, чтобы он не принял какое-либо нормальное событие за приступ и не начал стимуляцию. Подобных разработок пока не существует как раз из-за этой проблемы.
«Сейчас в матрице несколько десятков электродов, а у Маска их тысячи. Однозначно парализованные люди получат дополнительные возможности для коммуникации»
Какие еще нейроинтерфейсы существуют?
Сейчас нейроинтерфейсы опять вызывают высокий интерес в мире. В 2023 году в Nature выходило несколько статей о них. В основном это нейроинтерфейсы по восстановлению возможности говорить у парализованных пациентов: разработчики учатся переводить их мысли в слова. Эти системы уже могут сопоставить несколько тысяч слов с паттернами активности мозга, которые регистрировали внутренние электроды. Я думаю, что разработка Маска улучшит показатели таких приборов. Ведь сейчас в матрице несколько десятков электродов, а у Маска их тысячи. Однозначно парализованные люди получат дополнительные возможности для коммуникации.
На самом деле инвазивные чипы используются в медицине и помогают науке очень давно. Например вживление электродов показано при некоторых тяжелых формах эпилепсии, когда необходимо найти эпилептическую зону, где развивается приступ, чтобы понять, как с ним бороться. В основном они имеют вид матрицы, где много-много электродов, как иголок. Матрица прикладывается к определенной области и все зашивается. Это сугубо медицинское показание в довольно редких случаях. Ученые очень хотят сотрудничать с людьми, имеющими такие импланты, ведь мало у кого можно считать информацию прямо из мозга. Поэтому с дополнительного согласия пациентов проводят эксперименты.
«Вообще, у нейроинтерфейсов два пути развития. Первый — использование в медицинских целях и в науке. И в этом случае разработка Маска очень важна. Но она не решает проблемы людей, которые хотят использовать нейроинтерфейсы для повседневного применения»
Чтобы управлять техникой силой мысли, необязательно чипироваться
Вообще, у нейроинтерфейсов два пути развития. Первый — использование в медицинских целях и в науке. И в этом случае разработка Маска очень важна. Но она не решает проблемы людей, которые хотят использовать нейроинтерфейсы для повседневного применения. Не думаю, что люди пожелают, по крайней мере в ближайшем будущем, себе просто так имплантировать что-то в мозг. Кроме этого, это достаточно дорогая технология. Bloomberg оценивает стоимость процедуры в $10 тысяч.
Что касается бытового использования нейроинтерфейсов, здесь я больше склонен предполагать, что будущее за неинвазивными устройствами. Есть интересная разработка китайских ученых, о которой, в отличие от чипа Маска, мало кто слышал. Она была опубликована в прошлом году в Nature. Ученые сделали электроды, которые помещаются в ухо. Это выглядит как тоненькая спиралька с сенсорами. Она плотно прилегает к стенкам слухового прохода и регистрирует активность мозга. И если пофантазировать, то в будущем ее можно было бы совместить с наушниками. Это будет классная вещь на пути развития нейроинтерфейсов, которые может приобрести и использовать каждый человек. Я бы, например, купил, потому что я наушники вообще практически не снимаю.
Кстати говоря, в России также есть компания Neiry, которая производит неинвазивные нейроинтерфейсы. Они предлагают удобные решения — наушники с электродами, которыми человек может пользоваться ежедневно.
Думаю, мы начнем приобретать неинвазивные гарнитуры с нейроинтерфейсами в ближайшие лет пять. Сначала люди должны привыкнуть и осознать, что нейроинтерфейсы — это часть их жизни, и уже потом можно делать любые гарнитуры, и их будут покупать.
Владимир Максименко
Сможет ли Россия создать что-то похожее?
В России уже есть компании, которые занимаются производством систем для регистрации активности мозга, а также систем стимуляций, в частности экзоскелетов для разгибания и сгибания конечностей.
В Университете Иннополис мы разрабатываем систему реабилитации после инсульта для восстановления подвижности верхних конечностей. Это устройство позволяет считывать сигналы мозга и анализировать их. В тот момент, когда человек пытается сделать движение, устройство подает команду на экзоскелет кисти в обход поврежденного нейромышечного контура. Кисть в этот момент должна согнуться или разогнуться. После нескольких сессий такой тренировки человек возвращает утраченную связь между областью мозга, которая отвечает за формирование двигательной команды, и нервным импульсом, который приводит кисть в движение.
И мы делаем все это на российских разработках. Активность мозга считывается при помощи устройства, которое производится в Таганроге, а экзоскелет — в Москве. Это показывает, что такой нейроинтерфейс можно произвести в РФ, потому что для этого у нас есть все необходимые компоненты. В России в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии имплантируют электроды, не уступающие по качеству записи иностранным аналогам. Я думаю, что и роботизированная система имплантирования будет создана своя.
Развитие нейроинтерфейсов началось уже давно, и темпы его не снижаются, т. к. технология востребована в различных сферах, от уникальных медицинских и научных приложений до повседневного использования. Что касается вживляемых нейрочипов, я считаю, повсеместное их использование будет еще нескоро, а вот неинвазивные гарнитуры в ближайшие пять лет появятся у нас дома.
Владимир Максименко
Мнение авторов блогов не обязательно отражает точку зрения редакции
Внимание!
Комментирование временно доступно только для зарегистрированных пользователей.
Подробнее
Комментарии 43
Редакция оставляет за собой право отказать в публикации вашего комментария.
Правила модерирования.