Гон­ка за «ней­рон­ным кру­же­вом». Ко­гда дро­ны бу­дут управ­лять­ся си­лой мыс­ли

2017-й стал го­дом ней­ро­ин­тер­фей­са. Эту тех­но­ло­гию, пы­та­ю­щу­ю­ся на­пря­мую со­еди­нить че­ло­ве­ка и ма­ши­ну, раз­ра­ба­ты­ва­ет мно­же­ство ком­па­ний, в том чис­ле и по за­ка­зу во­ен­ных

Vlast Deneg - - СОДЕРЖАНИЕ -

Су­пер­спо­соб­но­сти для во­ен­ных

Агент­ство пе­ре­до­вых обо­рон­ных ис­сле­до­ва­тель­ских про­ек­тов (DARPA) Ми­но­бо­ро­ны США уже чет­вер­тый год ра­бо­та­ет над про­грам­мой RAM — «Вос­ста­нов­ле­ние ак­тив­ной па­мя­ти». С 2000 г. бо­лее чем 270 тыс. аме­ри­кан­ских во­ен­ных при­шлось бо­роть­ся с по­след­стви­я­ми травм го­лов­но­го моз­га, и в DARPA ре­ши­ли по­мочь воз­вра­ще­нию вос­по­ми­на­ний.

Как рас­ска­зал ру­ко­во­ди­тель био­тех­но­ло­ги­че­ско­го под­раз­де­ле­ния DARPA Джа­стин Сан­чез, в рам­ках RAM раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся им­план­ты в мозг для вос­ста­нов­ле­ния па­мя­ти у па­ци­ен­тов с трав­ма­ми моз­га. Ис­сле­до­ва­те­ли смог­ли вы­явить сиг­на­лы моз­га, ко­то­рые ука­зы­ва­ют, на­сколь­ко хо­ро­шо со­хра­нит­ся то или иное вос­по­ми­на­ние. При на­прав­лен­ной элек­тро­сти­му­ля­ции эти­ми про­цес­са­ми можно управ­лять. DARPA хо­чет ис­поль­зо­вать эту тех­но­ло­гию для по­мо­щи не толь­ко во­ен­ным, но и мил­ли­о­нам дру­гих аме­ри­кан­ских па­ци­ен­тов, ко­то­рые стра­да­ют по­те­рей па­мя­ти в ре­зуль­та­те че­реп­но-моз­го­вой трав­мы.

С на­ча­ла про­шло­го го­да DARPA ра­бо­та­ет так­же над про­грам­мой NESD — «Ди­зайн ней­ро­ин­же­нер­ных си­стем». Это часть про­ек­та по ис­сле­до­ва­нию моз­га с ис­поль­зо­ва­ни­ем про­дви­ну­тых ин­но­ва­ци­он­ных ней­ро­тех­но­ло­гий (BRAIN), ко­то­рый был за­пу­щен пре­зи­ден­том Ба­ра­ком Оба­мой в 2013 г. с це­лью борь­бы с нарушениями и за­бо­ле­ва­ни­я­ми моз­га.

В рам­ках NESD агент­ство на­ме­ре­но со­здать им­план­ти­ру­е­мый ней­ро­ин­тер­фейс, ко­то­рый поз­во­лит че­ло­ве­ку на­пря­мую под­клю­чать­ся к ком­пью­те­рам. Это устрой­ство, пре­об­ра­зу­ю­щее элек­тро­хи­ми­че­ские сиг­на­лы ней­ро­нов в циф­ро­вые сиг­на­лы и на­обо­рот, долж­но по­мочь лю­дям (но в первую оче­редь, ко­неч­но, аме­ри­кан­ским во­ен­ным) вер­нуть зре­ние и слух, на­учить­ся кон­тро­ли­ро­вать про­те­зы, управ­лять раз­лич­ны­ми устрой­ства­ми уда­лен­но и во­об­ще об­ре­сти су­пер­спо­соб­но­сти.

«Се­год­ня боль­шин­ство ин­тер­фей­сов мозг–ком­пью­тер на­по­ми­на­ют си­сте­му из двух су­пер­ком­пью­те­ров, ко­то­рые пы­та­ют­ся об­щать­ся друг с дру­гом по­сред­ством ста­ро­го мо­де­ма, — по­яс­нил ру­ко­во­ди­тель NESD Фи­лип Аль­вель­да. — Пред­ставь­те, ка­кие воз­мож­но­сти от­кро­ют­ся пе­ред на­ми, ес­ли мы смо­жем на­ла­дить вы­со­ко­ско­рост­ной ка­нал свя­зи меж­ду моз­гом и со­вре­мен­ным элек­трон­ным устрой­ством».

Про­бле­ма су­ще­ству­ю­щих ней­ро­ин­тер­фей­сов не толь­ко в очень низ­кой ско­ро­сти, но еще и в том, что они спо­соб­ны вос­при­ни­мать лишь сум­мар­ные сиг­на­лы от неболь­шо­го чис­ла (несколь­ко де­сят­ков) до­воль­но боль­ших групп ней­ро­нов (от 100

Боль­шин­ство ин­тер­фей­сов мозг–ком­пью­тер на­по­ми­на­ют си­сте­му из двух су­пер­ком­пью­те­ров, ко­то­рые пы­та­ют­ся об­щать­ся друг с дру­гом по­сред­ством ста­ро­го мо­де­ма. По­это­му ос­нов­ная за­да­ча — на­ла­дить вы­со­ко­ско­рост­ной ка­нал

до 1000). DARPA хо­чет улав­ли­вать ин­ди­ви­ду­аль­ные сиг­на­лы от мил­ли­о­нов ней­ро­нов. При этом агент­ство на­де­ет­ся со­здать та­кое устрой­ство, ко­то­рое раз­ме­ром бу­дет не круп­нее обыч­ной плос­кой ба­та­рей­ки.

«Со­зда­ние ин­тер­фей­са, спо­соб­но­го ра­бо­тать од­но­вре­мен­но с бо­лее чем мил­ли­о­ном ней­ро­нов, поз­во­лит на­ла­дить ин­тен­сив­ную дву­сто­рон­нюю ком­му­ни­ка­цию с моз­гом. Это по­мо­жет нам луч­ше по­нять био­ло­ги­че­скую суть моз­га и его функ­ци­о­нал, за­ло­жит ши­ро­кую ос­но­ву для но­вых нев­ро­ло­ги­че­ских те­ра­пий», — обе­ща­ет Аль­вель­да. В то же вре­мя он при­зна­ет: «Да­же мил­ли­он ней­ро­нов пред­став­ля­ют со­бой лишь незна­чи­тель­ную до­лю от 86 мил­ли­ар­дов ней­ро­нов в че­ло­ве­че­ском моз­ге. Его бо­лее глу­бо­кие слож­но­сти оста­нут­ся за­гад­кой в те­че­ние неко­то­ро­го вре­ме­ни».

Для осу­ществ­ле­ния сво­их пла­нов DARPA при­влек­ло це­лый ряд экс­пер­тов в об­ла­сти ней­ро­на­у­ки, син­те­ти­че­ской био­ло­гии, фо­то­ни­ки, раз­ра­бот­чи­ков ней­ро­ин­тер­фей­сов и ме­ди­цин­ских при­бо­ров. А в ав­гу­сте 2017 г. ста­ло из­вест­но, что DARPA за­клю­чи­ло кон­трак­ты на фун­да­мен­таль­ные раз­ра­бот­ки в рам­ках NESD с пя­тью ис­сле­до­ва­тель­ски­ми груп­па­ми и од­ной ком­па­ни­ей.

Че­ты­рем из ше­сти ра­бо­чих групп агент­ство по­ру­чи­ло ра­бо­тать над ви­зу­аль­ны­ми си­сте­ма­ми. Две дру­гие ко­ман­ды зай­мут­ся про­ек­та­ми в об­ла­сти слу­ха и ре­чи. С по­мо­щью этих ше­сти ко­манд DARPA на­де­ет­ся со­здать ней­ро­ин­тер­фейс, ко­то­рый вер­нет пол­но­цен­ное вос­при­я­тие окру­жа­ю­ще­го ми­ра лю­дям с нарушениями зре­ния и слу­ха.

Мо­дем для моз­га

Еще один про­ект, фи­нан­си­ру­е­мый DARPA, — мо­дем для моз­га, спо­соб­ный пе­ре­да­вать дан­ные со ско­ро­стью бо­лее од­но­го ги­га­би­та в се­кун­ду. Тех­но­ло­гию, ко­то­рая поз­во­лит со­здать вы­со­ко­ско­рост­ной ши­ро­ко­по­лос­ный ней­ро­ин­тер­фейс, раз­ра­ба­ты­ва­ет ка­ли­фор­ний­ский стар­тап Paradromics. В июле 2017 г. ста­ло из­вест­но, что Paradromics по­лу­чил от DARPA на ре­а­ли­за­цию этой кон­цеп­ции $65 млн.

Свое изоб­ре­те­ние ком­па­ния на­ме­ре­на ис­поль­зо­вать для вос­ста­нов­ле­ния ре­чи у лю­дей, стра­да­ю­щих от ред­ких за­бо­ле­ва­ний, вро­де аст­ро­фи­зи­ка Сти­ве­на Хо­кин­га. Но ес­ли ис­пы­та­ния бу­дут успеш­ны­ми, это устрой­ство вы­зо­вет ре­во­лю­цию так­же и в об­ла­сти про­те­зи­ро­ва­ния. Так, ка­ме­ры вы­со­кой чет­ко­сти можно бу­дет ис­поль­зо­вать для вос­ста­нов­ле­ния зре­ния. А при­кос­но­ве­ния ро­бо­ти­зи­ро­ван­ны­ми паль­ца­ми­про­те­за­ми можно бу­дет чув­ство­вать. «Ко­гда вы мо­же­те под­клю­чить мозг к ком­пью­те­ру, то­гда вы мо­же­те под­клю­чить мозг и ко все­му, что свя­за­но с ком­пью­те­ром», — по­яс­нил ге­не­раль­ный ди­рек­тор Paradromics Мэтт Эн­гл сай­ту Seeker.

В этом на­прав­ле­нии уже име­ет до­сти­же­ния ком­па­ния Blackrock Microsystems. Соз­дан­ная ею тех­но­ло­гия Utah Array ис­поль­зу­ет для по­вы­ше­ния чув­стви­тель­но­сти про­те­зов элек­тро­ды, внед­рен­ные в мозг. Си­сте­ма поз­во­ли­ла На­та­ну Ко­уплен­ду, у ко­то­ро­го в ре­зуль­та­те ав­то­ка­та­стро­фы в 2004 г. был по­вре­жден по­зво­ноч­ник и па­ра­ли­зо­ва­ны ру­ки и но­ги, «дать пять» пре­зи­ден­ту США Ба­ра­ку Оба­ме в ок­тяб­ре 2016 г. И да­же по­чув­ство­вать ру­ку пре­зи­ден­та. «Это неве­ро­ят­но, — ска­зал то­гда Оба­ма. — На­тан дви­га­ет этой ро­бо­ру­кой си­лой сво­е­го моз­га». Од­на­ко ес­ли Utah Array ис­поль­зу­ет де­сят­ки элек­тро­дов, Paradromics хо­чет уве­ли­чить ко­ли­че­ство ка­на­лов свя­зи с моз­гом до несколь­ких со­тен ты­сяч.

С этой це­лью ком­па­ния раз­ра­ба­ты­ва­ет Neural Input-Output Bus, или NIOB — по су­ти, моз­го­вой мо­дем. NIOB пред­став­ля­ет со­бой рас­ши­ря­е­мую мо­дуль­ную кон­струк­цию, при­чем каж­дый мил­ли­мет­ро­вый чип, вмон­ти­ро­ван­ный в мозг, вме­ща­ет око­ло 50 тыс. уль­тра­тон­ких мик­ро­про­во­дов, каж­дый из ко­то­рых со­еди­ня­ет­ся с тре­мя– пя­тью от­дель­ны­ми ней­ро­на­ми моз­га.

Ми­к­ро­про­во­да спо­соб­ны уло­вить про­из­во­ди­мые ней­ро­на­ми элек­три­че­ские им­пуль­сы. NIOB смо­жет не толь­ко фик­си­ро­вать на ком­пью­те­ре этот элек­три­че­ский тра­фик, но и управ­лять им, по­сы­лая об­рат­но в мозг сиг­на­лы от чи­пов ро­бо­ти­зи­ро­ван­ных про­те­зов.

Что­бы мо­дем функ­ци­о­ни­ро­вал ка­че­ствен­но, ми­к­ро­про­во­да необ­хо­ди­мо внед­рить в мозг на глу­би­ну в несколь­ко мил­ли­мет­ров. Для это­го по­тре­бу­ет­ся се­рьез­ная и опас­ная опе­ра­ция. «Вам ре­аль­но при­дет­ся снять по­ло­ви­ну ко­стей че­ре­па и по­ме­стить устрой­ство пря­мо на мозг», — при­зна­ет Эн­гл.

В ко­неч­ном ито­ге Paradromics пла­ни­ру­ет под­клю­чить­ся к ре­че­во­му цен­тру моз­га и на­учить­ся чи­тать мыс­ли. Эн­гл на­де­ет­ся, что то­гда можно бу­дет по­нять, как устро­е­но со­зна­ние.

Чи­пы для об­ме­на мыс­ля­ми

Ос­но­ван­ный в мар­те 2017 г. Ило­ном Мас­ком стар­тап Neuralink ра­бо­та­ет над со­зда­ни­ем «ней­рон­но­го кру­же­ва» — ми­ни­а­тюр­ных чи­пов раз­ме­ром несколь­ко мик­рон, ко­то­рые улуч­шат ко­гни­тив­ные спо­соб­но­сти че­ло­ве­ка. В бли­жай­шие че­ты­ре го­да ком­па­ния со­би­ра­ет­ся вы­пу­стить чи­пы для па­ци­ен­тов, пе­ре­нес­ших ин­сульт, а так­же для лю­дей с он­ко­ло­ги­че­ски­ми и врож­ден­ны­ми за­бо­ле­ва­ни­я­ми. Устрой­ства по­мо­гут вос­ста­но­вить па­мять и дви­га­тель­ные функ­ции, а со вре­ме­нем да­же поз­во­лят об­ме­ни­вать­ся мыс­ля­ми. Че­рез 8-10 лет Neuralink пла­ни­ру­ет сде­лать «ней­рон­ное кру­же­во» до­ступ­ным устрой­ством, ко­то­рым смо­гут вос­поль­зо­вать­ся все лю­ди без огра­ни­че­ний.

Маск за­нял в Neuralink пост гла­вы ком­па­нии, а так­же во­шел в экс­перт­ную груп­пу. Как рас­ска­зал сам пред­при­ни­ма­тель ав­то­ру бло­га Wait But Why Ти­му Ур­ба­ну, что­бы сфор­ми­ро­вать ко­ман­ду, он лич­но встре­тил­ся с 1000 спе­ци­а­ли­ста­ми из раз­ных об­ла­стей. В со­став Neuralink по при­гла­ше­нию Мас­ка во­шел Пол Ме­рол­ла — раз­ра­бот­чик про­цес­со­ров IBM и участ­ник про­ек­та SyNAPSE (этот про­ект был на­чат DARPA еще в 2008 г. и на­це­лен на со­зда­ние ней­ро­мор­фи­че­ских тех­но­ло­гий, про­цес­со­ров и си­стем, ими­ти­ру­ю­щих ра­бо­ту жи­во­го моз­га). Так­же Маск при­влек к ра­бо­те Ва­нес­су То­ло­зу — спе­ци­а­лист­ку по со­зда­нию мик­ро­устройств и од­ну из ве­ду­щих ис­сле­до­ва­тель­ниц в об­ла­сти био­ма­те­ри­а­лов.

В ко­ман­де есть экс­пер­ты, ко­то­рые уже име­ют опыт со­зда­ния ней­ро­ин­тер­фей­сов. Так, Ди­джей Сео, еще бу­дучи сту­ден­том Ка­ли­фор­ний­ско­го уни­вер­си­те­та в Берк­ли, раз­ра­бо­тал «ней­рон­ную пыль» — ком­плект кро­шеч­ных уль­тра­зву­ко­вых дат­чи­ков для за­пи­си моз­го­вой ак­тив­но­сти. А ве­ду­щий ис­сле­до­ва­тель из Бо­стон­ско­го уни­вер­си­те­та Тим Гард­нер раз­ра­ба­ты­вал моз­го­вые им­план­ты для вжив­ле­ния пти­цам.

Что­бы вы­пол­нить свою за­да­чу, стар­тап дол­жен ре­шить две глав­ные про­бле­мы. Пер­вая — это уве­ли­че­ние ско­ро­сти пе­ре­да­чи дан­ных. Су­ще­ству­ю­щие ней­ро­ин­тер­фей­сы ра­бо­та­ют слиш­ком мед­лен­но, а недо­ста­точ­ное ко­ли­че­ство вжив­лен­ных элек­тро­дов не поз­во­ля­ет до­би­вать­ся бо­лее вы­со­ких ре­зуль­та­тов. Насто­я­щий про­рыв воз­мо­жен, толь­ко ес­ли ней­ро­ин­тер­фейс бу­дет свя­зан од­но­вре­мен­но с мил­ли­о­ном ней­ро­нов моз­га, от­ме­ча­ют в Neuralink. Это как раз то, над чем ра­бо­та­ют DARPA в рам­ках про­грам­мы NESD и ком­па­ния Paradromics.

Вто­рая про­бле­ма — вжив­ле­ние дат­чи­ков. Экс­пер­ты Neuralink счи­та­ют, что ней­ро­ин­тер­фейс дол­жен быть неин­ва­зив­ным, т. е. не тре­бу­ю­щим ни­ка­ких им­план­та­ций и опе­ра­ций на моз­ге. Лю­бые хи­рур­ги­че­ские ма­ни­пу­ля­ции в моз­ге об­хо­дят­ся до­ро­го и про­во­дят­ся не ча­сто. Маск на­де­ет­ся, что удаст­ся со­здать ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ную си­сте­му для вжив­ле­ния элек­тро­дов, не бо­лее слож­ную, чем устрой­ство для ла­зер­ной кор­рек­ции зре­ния.

В бе­се­де с Ур­ба­ном гла­ва Neuralink под­черк­нул, что вы­брал это на­прав­ле­ние био­тех­но­ло­гий, а не ге­не­ти­ку, из-за нехват­ки вре­ме­ни. «Ге­не­ти­ка ра­бо­та­ет слиш­ком мед­лен­но. Что­бы че­ло­век стал взрос­лым, долж­но прой­ти 20 лет. У нас про­сто нет столь­ко вре­ме­ни», — за­явил Маск, счи­та­ю­щий, что нуж­но спе­шить.

В ав­гу­сте ста­ло из­вест­но, что Neuralink про­дал до­лю в ком­па­нии в раз­ме­ре $27 млн из об­щей сум­мы $100 млн. По дан­ным Ко­мис­сии по цен­ным бу­ма­гам (SEC), в про­ект вло­жи­лись 12 нена­зван­ных ин­ве­сто­ров.

Илон Маск на­де­ет­ся, что удаст­ся со­здать ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ную си­сте­му для вжив­ле­ния элек­тро­дов, не бо­лее слож­ную, чем устрой­ство для ла­зер­ной кор­рек­ции зре­ния Âàì åñòü ÷òî ñêàçàòü ïî òåìå ñòàòüè? Ïèøèòå íàì íà ýëåêòðîííóþ ïî÷òó yurij.vishnevskij@ukr.net

Пи­сать му­зы­ку взгля­дом

Ав­стрий­ские уче­ные из Грац­ко­го уни­вер­си­те­та раз­ра­бо­та­ли про­грам­му, поз­во-

ля­ю­щую пи­сать му­зы­ку с по­мо­щью си­лы мыс­ли. Это изоб­ре­те­ние долж­но по­ра­до­вать му­зы­каль­но ода­рен­ных лю­дей с огра­ни­чен­ной по­движ­но­стью.

Уже до­воль­но дав­но со­зда­ны ней­ро­ин­тер­фей­сы, по­мо­га­ю­щие па­ра­ли­зо­ван­ным лю­дям на­пи­сать тек­сто­вое со­об­ще­ние. Поль­зо­ва­тель на­де­ва­ет устрой­ство, снаб­жен­ное элек­тро­да­ми, ко­то­рое из­ме­ря­ет моз­го­вые вол­ны. Бук­вы отоб­ра­жа­ют­ся од­на за дру­гой на экране ком­пью­те­ра, и ко­гда по­яв­ля­ет­ся под­хо­дя­щая бук­ва, поль­зо­ва­тель фо­ку­си­ру­ет свое вни­ма­ние на ней. Элек­тро­ды ре­ги­стри­ру­ют ак­тив­ность моз­га, и бук­ва вы­би­ра­ет­ся. Та­ким об­ра­зом поль­зо­ва­те­ли вы­би­ра­ют од­ну за дру­гой бук­вы для фор­ми­ро­ва­ния слов и пред­ло­же­ний.

Как со­об­ща­ет New Atlas, на том же прин­ци­пе ра­бо­та­ет соз­дан­ная ко­ман­дой во гла­ве с Гер­но­том Мюл­ле­ром-Пут­цем си­сте­ма Brain Composer. Толь­ко ее поль­зо­ва­те­ли вы­би­ра­ют не бук­вы, а но­ты, ак­кор­ды и па­у­зы. Та­ким же спо­со­бом можно опре­де­лять дли­тель­ность но­ты и вы­со­ту ре­ги­стра. На­пи­сан­ное про­из­ве­де­ние по­яв­ля­ет­ся в ви­де обо­зна­че­ний в от­дель­ной про­грам­ме для со­зда­ния му­зы­ки. Го­то­вое про­из­ве­де­ние можно вос­про­из­ве­сти.

Си­сте­ма бы­ла успеш­но опро­бо­ва­на на 18 здо­ро­вых ис­пы­ту­е­мых, ко­то­рые име­ли ба­зо­вые му­зы­каль­ные и ком­по­зи­ци­он­ные зна­ния. «По­сле неболь­шой тре­ни­ров­ки все они смог­ли на­чать со­чи­нять ме­ло­дии, а за­тем про­иг­ры­вать их», — го­во­рит Мюл­лер-Путц. Да­лее уче­ные пла­ни­ру­ют про­во­дить ис­пы­та­ния на па­ци­ен­тах с па­ра­ли­чом.

Все по­ду­ман­ное ста­нет яв­ным

Тем вре­ме­нем Facebook ра­бо­та­ет над со­зда­ни­ем неин­ва­зив­но­го ней­ро­ин­тер­фей­са, ко­то­рый поз­во­лит поль­зо­ва­те­лям на­би­рать текст без кла­ви­а­ту­ры очень быст­ро, це­лы­ми сло­ва­ми, а не под­би­рая бук­ву за бук­вой. В ап­ре­ле 2017 г. о про­ек­те рас­ска­за­ла гла­ва Building-8 — ис­сле­до­ва­тель­ско­го под­раз­де­ле­ния Facebook — Ре­ги­на Ду­ган.

Ра­бо­та над ней­ро­ин­тер­фей­сом ве­дет­ся с осе­ни про­шло­го го­да. Facebook уже со­бра­ла ко­ман­ду из 60 че­ло­век, вклю­чая экс­пер­тов по ма­шин­но­му обу­че­нию и ней­ро­про­те­зи­ро­ва­нию. Ком­па­ния со­труд­ни­ча­ет в этом про­ек­те с Ка­ли­фор­ний­ским уни­вер­си­те­том в Сан-Фран­цис­ко, Ка­ли­фор­ний­ским уни­вер­си­те­том в Берк­ли, Уни­вер­си­те­том Ва­шинг­то­на в Сент-Лу­и­се и Уни­вер­си­те­том Джон­са Хоп­кин­са в Бал­ти­мо­ре. Ду­ган не рас­кры­ла сек­ре­тов тех­но­ло­гии, но неко­то­ры­ми по­дроб­но­стя­ми все же по­де­ли­лась.

«В те­че­ние сле­ду­ю­щих двух лет мы бу­дем стро­ить си­сте­мы, ко­то­рые де­мон­стри­ру­ют спо­соб­ность пе­ча­тать со ско­ро­стью 100 слов в ми­ну­ту пу­тем де­ко­ди­ро­ва­ния ней­рон­ной ак­тив­но­сти, свя­зан­ной с ре­чью. По­доб­но то­му, как вы де­ла­е­те мно­го фо­то­гра­фий и ре­ша­е­те по­де­лить­ся неко­то­ры­ми из них, вы так­же ге­не­ри­ру­е­те мно­го мыс­лей и ре­ша­е­те по­де­лить­ся неко­то­ры­ми из них в фор­ме уст­ных слов. Имен­но эти сло­ва — те, ко­то­рые вы уже ре­ши­ли от­пра­вить в ре­че­вой центр сво­е­го моз­га, — мы стре­мим­ся пре­вра­тить в текст», — объ­яс­ни­ла ру­ко­во­ди­тель­ни­ца Building-8. Она пред­по­ло­жи­ла, что та­кой ней­ро­ин­тер­фейс смо­жет стать ре­че­вым про- те­зом для лю­дей с нарушениями ком­му­ни­ка­ции, а так­же но­вым сред­ством вво­да в «до­пол­нен­ную ре­аль­ность» в смарт­фо­нах.

В июне The Wall Street Journal раз­ве­дал еще неко­то­рые сек­ре­ты. Ко­лум­нист WSJ Кри­сто­фер Мимс встре­тил­ся с ин­же­не­ра­ми Building-8 и вы­яс­нил, что они пла­ни­ру­ют раз­ра­бо­тать ней­ро­ин­тер­фейс с по­мо­щью тех­но­ло­гии оп­ти­че­ско­го ска­ни­ро­ва­ния. «По су­ти, свет на­прав­ля­ют в го­ло­ву и непо­сред­ствен­но в мозг, а за­тем из­ме­ря­ют от­ра­жен­ный свет», — рас­ска­зал Мимс. 100 слов в ми­ну­ту озна­ча­ет, что с та­кой ча­сто­той долж­но про­во­дить­ся ска­ни­ро­ва­ние.

Ин­же­не­ры Building-8 раз­ра­ба­ты­ва­ют дат­чи­ки для улав­ли­ва­ния от­ра­жен­ных фо­то­нов, но нуж­но еще на­учить­ся пре­об­ра­зо­вы­вать эти сиг­на­лы в сло­ва. В Building-8 на­де­ют­ся, что смо­гут со­брать до­ста­точ­но дан­ных о ра­бо­те моз­га, что­бы на­тре­ни­ро­вать си­сте­му ма­шин­но­го обу­че­ния. И то­гда ал­го­ритм са­мо­сто­я­тель­но свя­жет нерв­ную ак­тив­ность с кон­крет­ны­ми сло­ва­ми в кон­крет­ном язы­ке.

Од­на­ко дру­гие ис­сле­до­ва­те­ли из об­ла­сти ней­ро­ин­тер­фей­сов счи­та­ют, что та­кой план бу­дет труд­но ре­а­ли­зо­вать. «Я не го­во­рю, что это невоз­мож­но, но я бы та­кой под­ход ис­поль­зо­вать не стал», — за­явил в ин­тер­вью Мим­су управ­ля­ю­щий ви­це-пре­зи­дент ком­па­нии NIRx Medical Technologies Ри­чард Бар­бор.

Вме­сто кла­ви­а­ту­ры — на­пульс­ни­ки

В том же на­прав­ле­нии ра­бо­та­ет стар­тап CTRL-Labs. Но он, в от­ли­чие от Building-8,

Ней­ро­им­план­ты можно ис­поль­зо­вать в ка­че­стве аль­тер­на­тив­но­го цен­тра моз­го­вых функ­ций, что­бы ле­чить нев­ро­ло­ги­че­ские и пси­хи­че­ские за­бо­ле­ва­ния

ста­ра­ет­ся счи­ты­вать сло­ва не из моз­га, а из нер­вов, иду­щих от моз­га че­рез по­зво­ноч­ный столб к паль­цам.

Что­бы про­де­мон­стри­ро­вать до­стиг­ну­тые ре­зуль­та­ты, один из ос­но­ва­те­лей стар­та­па, То­мас Рир­дон, на­де­ва­ет мах­ро­вые на­пульс­ни­ки с мик­ро­чи­па­ми и элек­тро­да­ми и на­чи­на­ет на­би­рать текст на кла­ви­а­ту­ре. По­сле несколь­ких стро­чек ото­дви­га­ет ее и про­дол­жа­ет пе­ча­тать на сто­ле. Тем не ме­нее бук­вы по­яв­ля­ют­ся на экране.

На­пульс­ни­ки улав­ли­ва­ют сиг­на­лы, по­сту­па­ю­щие от моз­га к кон­чи­кам паль­цев, ин­тер­пре­ти­ру­ют их и пе­ре­да­ют ком­пью­те­ру в том же ви­де, в ка­ком они по­сту­па­ют от кла­ви­а­ту­ры. На са­мом де­ле паль­цы мо­гут во­об­ще не ше­ве­лить­ся. Можно стро­чить на смарт­фоне со ско­ро­стью сот­ня зна­ков в ми­ну­ту, дер­жа ру­ки в кар­мане. Кол­ле­га Рир­до­на до­стиг непло­хих ре­зуль­та­тов в иг­ре в Asteroids на iPhone, по­ло­жив ру­ку на стол и ед­ва дви­гая паль­ца­ми.

Рир­дон и его кол­ле­ги вос­при­ни­ма­ют сиг­на­лы, иду­щие к кон­чи­кам паль­цев, как сво­е­го ро­да API (при­клад­ной про­грамм­ный ин­тер­фейс) меж­ду моз­гом и ком­пью­те­ра­ми. К сле­ду­ю­ще­му го­ду они хо­тят умень­шить на­пульс­ни­ки, что­бы они ста­ли эле­гант­ны­ми и боль­ше по­хо­ди­ли на брас­лет от ча­сов.

Как от­ме­ча­ет жур­нал Wired, эта си­сте­ма об­ла­да­ет огром­ным по­тен­ци­а­лом в об­ла­сти VR — вир­ту­аль­ной ре­аль­но­сти. Сей­час VR от­пу­ги­ва­ет мно­гих необ­хо­ди­мо­стью шо­ки­ро­вать по­сто­рон­них лю­дей стран­ны­ми дви­же­ни­я­ми и на­жи­мать кноп­ки на неви­ди­мом кон­трол­ле­ре. Дру­гое де­ло, ес­ли можно бу­дет вза­и­мо­дей­ство­вать с циф­ро­вы­ми устрой­ства­ми толь­ко си­лой мыс­ли.

У Рир­до­на ам­би­ци­оз­ные пла­ны: «Я бы хо­тел, что­бы на­ши изоб­ре­те­ния че­рез три­че­ты­ре го­да бы­ли на мил­ли­о­нах лю­дей». Но на­бор эс­эм­эс­ок си­лой мыс­ли — это толь­ко на­ча­ло. Цель CTRL-Labs — от­крыть путь к бу­ду­ще­му, в ко­то­ром лю­ди смо­гут си­лой мыс­ли ма­ни­пу­ли­ро­вать окру­жа­ю­щи­ми пред­ме­та­ми.

Про­те­зы, управ­ля­е­мые нер­ва­ми

Хью Герр, бу­дучи ин­ва­ли­дом без ног, ост­ро нуж­дал­ся в под­хо­дя­щих для него про­те­зах, но в ко­неч­ном ито­ге, не най­дя их, ре­шил раз­ра­бо­тать са­мо­сто­я­тель­но. Кто бы мог по­ду­мать, что он изоб­ре­тет са­мую про­дви­ну­тую био­ни­че­скую тех­но­ло­гию.

Сей­час Герр яв­ля­ет­ся со­учре­ди­те­лем Цен­тра экс­тре­маль­ной био­ни­ки в Мас­са­чу­сет­ском тех­но­ло­ги­че­ском ин­сти­ту­те (MIT). Эта уни­каль­ная на­уч­но-ис­сле­до­ва­тель­ская ла­бо­ра­то­рия на­ме­ре­на вы­ве­сти био­ни­ку на по-на­сто­я­ще­му но­вый уро­вень.

С мо­мен­та ос­но­ва­ния цен­тра в 2014 г. его клю­че­вой це­лью яв­ля­ет­ся раз­ви­тие про­дви­ну­той био­ни­ки для ре­ше­ния про­блем са­мо­го ши­ро­ко­го спек­тра фи­зи­че­ских огра­ни­че­ний у лю­дей. На днях Business Insider со­об­щил, что центр по­лу­чил грант на сум­му в $100 млн и за­нял­ся пя­ти­лет­ним про­ек­том. Би­о­ни­че­ские тех­но­ло­гии бу­дут при­ме­не­ны для ле­че­ния па­ра­ли­ча, де­прес­сии, эпи­леп­сии, бо­лез­ни Пар­кин­со­на, а так­же для вос­ста­нов­ле­ния функ­ций у лю­дей, пе­ре­нес­ших ам­пу­та­цию ко­неч­но­стей.

Хо­тя уже име­ю­щи­е­ся со­вре­мен­ные про­те­зы спо­соб­ны быть дей­стви­тель­но по­лез­ны­ми и да­ют ам­пу­тан­там воз­мож­ность вос­ста­но­вить часть утра­чен­ных мо­тор­ных функ­ций, Герр и его кол­ле­ги уве­ре­ны, что они мо­гут улуч­шить эти устрой­ства, объ­еди­нив их с про­дви­ну­ты­ми ней­ро­им­план­та­ми. Поль­за от это­го бу­дет за­клю­чать­ся в том, что про­те­зы смо­гут на­пря­мую об­щать­ся с нерв­ны­ми окон­ча­ни­я­ми и мыш­ца­ми. Это сде­ла­ет управ­ле­ние про­те­за­ми го­раз­до бо­лее про­стым и фак­ти­че­ски пре­вра­тит их в био­ни­че­ское про­дол­же­ние ор­га­низ­ма че­ло­ве­ка.

Ко­ман­да из MIT счи­та­ет, что ней­ро­им­план­ты об­ла­да­ют по­тен­ци­а­лом, да­ле­ко вы­хо­дя­щим за пре­де­лы обыч­но­го про­те­зи­ро­ва­ния. На­при­мер, их можно ис­поль­зо­вать в ка­че­стве аль­тер­на­тив­но­го цен­тра моз­го­вых функ­ций, что­бы ле­чить нев­ро­ло­ги­че­ские и пси­хи­че­ские за­бо­ле­ва­ния.

Ис­сле­до­ва­те­ли так­же ви­дят боль­шой по­тен­ци­ал в раз­ра­бот­ке циф­ро­вой нерв­ной си­сте­мы, ко­то­рая смо­жет за­ме­нить био­ло­ги­че­скую и по­мо­жет в ле­че­нии па­ра­ли­ча и бо­лез­ни Пар­кин­со­на. Кро­ме то­го, уче­ные счи­та­ют, что смо­гут раз­ра­бо­тать клет­ки и тка­ни, на ба­зе ко­то­рых можно бу­дет вы­ра­щи­вать ор­га­ны для вос­ста­нов­ле­ния или за­ме­ны по­ра­жен­ных бо­лез­нью, по­вре­жден­ных или утра­чен­ных ор­га­нов че­ло­ве­че­ско­го те­ла. Ес­ли со­труд­ни­ки цен­тра смо­гут до­ве­сти свои тех­но­ло­гии до мас­со­во­го ис­поль­зо­ва­ния, то меч­та Гер­ра о ми­ре, в ко­то­ром ин­ва­лид­но­сти не бу­дет су­ще­ство­вать в прин­ци­пе, мо­жет стать ре­аль­но­стью.

Би­о­ни­че­ские за­ме­ни­те­ли глаз

В Ст­эн­форд­ском уни­вер­си­те­те уже раз­ра­бо­та­ли би­о­ни­че­ские «про­те­зы для глаз». Ко­ман­да ис­сле­до­ва­те­лей со­об­щи­ла о про­грес­се в со­зда­нии устрой­ства, спо­соб­но­го по­мочь лю­дям с про­грес­си­ру­ю­щи­ми за­бо­ле­ва­ни­я­ми сет­чат­ки, в осо­бен­но­сти пиг­мент­ным ре­ти­ни­том и ма­ку­ло­дис­тро­фи­ей.

По дан­ным На­ци­о­наль­но­го ин­сти­ту­та здра­во­охра­не­ния США, пиг­мент­ный ре­ти­нит яв­ля­ет­ся са­мой рас­про­стра­нен­ной при­чи­ной на­след­ствен­ной сле­по­ты. Обыч­но он на­чи­на­ет­ся в дет­стве с по­те­ри ноч­но­го зре­ния, а за­тем по­сте­пен­но от­ни­ма­ет у боль­но­го воз­мож­ность чи­тать, во­дить ма­ши­ну и раз­ли­чать ли­ца. Ма­ку­ло­дис­тро­фия бо­лее свой­ствен­на по­жи­лым лю­дям по­сле 60 лет. Она раз­ру­ша­ет све­то­чув­стви­тель­ные фо­то­ре­цеп­то­ры в цен­тре сет­чат­ки и так­же при­во­дит к сле­по­те.

Од­на­ко, раз­ру­шая кол­боч­ки и па­лоч­ки, эти за­бо­ле­ва­ния остав­ля­ют нетро­ну­ты­ми неко­то­рые би­по­ляр­ные и ган­гли­оз­ные клет­ки, че­рез ко­то­рые про­хо­дит сиг­нал к нер­вам и даль­ше в мозг. Это зна­чит, что ней­ро­ны в сет­чат­ке боль­ных можно сти­му­ли­ро­вать ис­кус­ствен­но, с по­мо­щью мик­ро­элек­тро­дов, пол­но­стью об­хо­дя по­вре­жден­ные клет­ки.

Зри­тель­ный про­тез Prima, ко­то­рый раз­ра­ба­ты­ва­ет про­фес­сор Дэни­ел Па­лан­кер, яв­ля­ет­ся са­мым слож­ным из его мно­го­чис­лен­ных про­ек­тов, по­сколь­ку тре­бу­ет со­че­та­ния раз­но­об­раз­ных на­вы­ков — оп­ти­ки, элек­тро­ни­ки, ней­ро­био­ло­гии и оф­таль­мо­ло­гии. Устрой­ство со­сто­ит из кро­шеч­ной ви­део­ка­ме­ры, уста­нов­лен­ной на оч­ках до­пол­нен­ной ре­аль­но­сти и под­клю­чен­ной вме­сте с ни­ми к ви­део­про­цес­со­ру раз­ме­ром с мо­биль­ный те­ле­фон. Оно не тре­бу­ет им­план­та­ции гро­мозд­кой элек­тро­ни­ки, ан­тенн или ка­бе­лей. Вме­сто них есть мас­сив све­то­ди­о­дов диа­мет­ром око­ло 1 мм, со­сто­я­щий из со­тен пик­се­лей, ко­то­рые ра­бо­та­ют по­доб­но сол­неч­ным па­не­лям на кры­ше до­ма. Вра­чи мо­гут вы­сти­лать ими, слов­но че­ре­пи­цей, сет­чат­ку, за­ме­няя по­вре­жден­ные кол­боч­ки и па­лоч­ки.

Ко­гда ка­ме­ра Prima за­хва­ты­ва­ет изоб­ра­же­ние, ска­жем, цвет­ка, ви­део­про­цес­сор пе­ре­да­ет его на мик­ро­дис­плей, уста­нов­лен­ный внут­ри оч­ков. Да­лее изоб­ра­же­ние с мик­ро­дис­плея пе­ре­да­ет­ся в глаз им­пуль­са­ми ин­фра­крас­но­го све­та. Им­план­ти­ро­ван­ные све­то­ди­о­ды ло­вят этот сиг­нал и пре­вра­ща­ют в им­пуль­сы элек­три­че­ско­го то­ка, ко­то­рый сти­му­ли­ру­ет би­по­ляр­ные клет­ки. От них сиг­нал пе­ре­да­ет­ся в ган­гли­оз­ные клет­ки и в мозг, ко­то­рый вос­при­ни­ма­ет его как све­то­вые пят­на, фор­ми­ру­ю­щие изоб­ра­же­ние цвет­ка.

Кли­ни­че­ские ис­пы­та­ния устрой­ства нач­нут­ся в кон­це 2017 г. Уче­ные на­де­ют­ся,

что с по­мо­щью это­го изоб­ре­те­ния па­ци­ен­ты смо­гут раз­ли­чить текст, на­пи­сан­ный круп­ным шриф­том, или ли­цо но­во­рож­ден­ной внуч­ки.

Нуж­но ли бо­ять­ся ней­ро­тех­ни­ки

Ней­ро­ин­тер­фей­сы и усо­вер­шен­ство­ван­ные си­сте­мы ней­ро­ви­зу­а­ли­за­ции уже поз­во­ля­ют уче­ным рас­шиф­ро­вы­вать сиг- на­лы нерв­ной си­сте­мы и да­же управ­лять ими. Хо­тя по­доб­ные раз­ра­бот­ки име­ют огром­ное зна­че­ние для на­у­ки, они вы­зы­ва­ют эти­че­ские, юри­ди­че­ские и со­ци­аль­ные во­про­сы. Об этом рас­суж­да­ет в сво­ей ко­лон­ке в Scientific American экс­перт по био­э­ти­ке Мар­чел­ло Йен­ка.

Он ви­дит опас­ность в том, что мно­гие ней­ро­тех­но­ло­гии ста­ли пе­ре­хо­дить из ме­ди­цин­ской сфе- ры в ком­мер­че­скую. В неко­то­рых слу­ча­ях ней­ро­ви­зу­а­ли­за­цию при­ме­ня­ют да­же в су­де. Так, в 2008 г. жи­тель­ни­цу Ин­дии при­го­во­ри­ли к по­жиз­нен­но­му за­клю­че­нию на ос­но­ва­нии то­го, что ска­ни­ро­ва­ние ее моз­га ука­за­ло на «эм­пи­ри­че­ское зна­ние» об убий­стве. Ана­лиз ак­тив­но­сти моз­га в бу­ду­щем мо­жет стать ана­ло­гом де­тек­то­ра лжи.

Йен­ка при­зна­ет, что тех­но­ло­гии «взло­ма моз­га» можно вос­при­ни­мать как часть но­во­го циф­ро­во­го ми­ра, в ко­то­ром на­ше лич­ное про­стран­ство по­сте­пен­но сужа­ет­ся. Од­на­ко мен­таль­ная при­ват­ность все­гда бы­ла незыб­ле­мым пра­вом че­ло­ве­ка. Но­вые тех­но­ло­гии мо­гут при­ве­сти к пе­ре­осмыс­ле­нию ба­зо­вых прав че­ло­ве­ка и да­же по­яв­ле­нию от­дель­ных прав в об­ла­сти нев­ро­ло­гии. О по­ня­тии ко­гни­тив­ной сво­бо­ды уже го­во­рят юри­сты. Лю­ди долж­ны об­ла­дать пра­вом на мен­таль­ную при­ват­ность, ко­то­рое за­щи­тит че­ло­ве­ка от втор­же­ния тре­тьей сто­ро­ны в мыс­ли­тель­ные про­цес­сы и от несанк­ци­о­ни­ро­ван­но­го сбо­ра дан­ных. Утеч­ки дан­ных на ней­рон­ном уровне при­не­сут на­мно­го боль­ше про­блем, чем взлом ком­пью­тер­ной ба­зы дан­ных, счи­та­ет Йен­ка.

Рас­кри­ти­ко­вал про­ект «ней­рон­но­го кру­же­ва» Ило­на Мас­ка и ана­ло­гич­ные раз­ра­бот­ки юрист Кем­бридж­ско­го уни­вер­си­те­та Кри­сто­фер Мар­коу. Он опа­са­ет­ся, что ней­ро­ин­тер­фей­сы сде­ла­ют мозг че­ло­ве­ка объ­ек­том во­жде­ле­ния пра­ви­тель­ствен­ных агентств, ре­кла­мо­да­те­лей, стра­хо­вых и мар­ке­тин­го­вых ком­па­ний. Они бу­дут сле­дить за граж­да­на­ми, кон­тро­ли­ро­вать их и управ­лять их же­ла­ни­я­ми, а воз­мож­но, да­же вве­дут обя­за­тель­ную чи­пи­за­цию на­се­ле­ния.

На дру­гую сто­ро­ну про­бле­мы об­ра­ща­ет вни­ма­ние в сво­ей ко­лон­ке в жур­на­ле Wired фу­ту­ро­лог Зол­тан Иштван. Его глав­ная мысль: «Ней­рон­ное кру­же­во — ос­но­ва эко­но­ми­ки бу­ду­ще­го». Он уве­рен, что лю­ди долж­ны усо­вер­шен­ство­вать свои ор­га­низ­мы с по­мо­щью ней­ро­ин­тер­фей­сов, эк­зоске­ле­тов и био­ни­че­ских ор­га­нов, что­бы на рав­ных кон­ку­ри­ро­вать с ис­кус­ствен­ным ин­тел­лек­том (ИИ). Клю­че­вую роль в этом сыг­ра­ет «ней­рон­ное кру­же­во»: оно поз­во­лит лю­дям под­клю­чать­ся к об­лач­ным хра­ни­ли­щам и ИИ с по­мо­щью си­лы мыс­ли. Кстати, Илон Маск на­чал про­ект Neuralink имен­но из опа­се­ний, что без ней­ро­ин­тер­фей­сов че­ло­век бу­дет уяз­вим пе­ред ИИ и про­иг­ра­ет ему в кон­ку­рент­ной борь­бе.

«Ес­ли че­ло­ве­че­ство не раз­ра­бо­та­ет ней­ро­им­план­ты и ней­ро­гар­ни­ту­ры, то сот­ни мил­ли­о­нов ра­бо­чих мест пе­рей­дут к ро­бо­там», — пред­ре­ка­ет фу­ту­ро­лог. Он до­бав­ля­ет, что лю­дям бу­ду­ще­го по­на­до­бят­ся так­же усо­вер­шен­ство­ван­ные ко­неч­но­сти, би­о­ни­че­ские ор­га­ны и эк­зоске­ле­ты, ко­то­рые по­мо­гут вый­ти на один уро­вень с ро­бо­та­ми по си­ле и вы­нос­ли­во­сти. Де­ви­зом бу­ду­ще­го ми­ра Иштван ви­дит фор­му­лу: «Ес­ли не мо­жешь одо­леть ма­ши­ну, стань ею».

Впро­чем, тут фу­ту­ро­лог мо­жет и оши­бать­ся. Лю­ди бу­дут ро­бо­ти­зи­ро­вать свое те­ло и со­еди­нять моз­ги с ком­пью­те­ром для кон­ку­рен­ции не толь­ко и не столь­ко с ро­бо­та­ми и ИИ, сколь­ко друг с дру­гом.

Лю­ди бу­дут ро­бо­ти­зи­ро­вать свое те­ло и со­еди­нять моз­ги с ком­пью­те­ром для кон­ку­рен­ции не толь­ко и не столь­ко с ро­бо­та­ми и ИИ, сколь­ко друг с дру­гом

Newspapers in Russian

Newspapers from Ukraine

© PressReader. All rights reserved.