Будущее разума

Ключевой момент в работе Braingate – перевод нервных сигналов от микросхемы в осмысленные команды, позволяющие передвигать предметы реального мира, начиная с курсора на компьютерном экране. Донохью рассказал, что для этого он просит пациента представить, что курсор движется по экрану определенным образом, к примеру, направо. Достаточно нескольких минут, чтобы записать мозговые сигналы, соответствующие этой задаче. Таким образом компьютер усваивает, что всякий раз, получая от мозга подобный сигнал, он должен сдвинуть курсор вправо.

После этого, стоит человеку подумать о движении курсора вправо, как он действительно начинает двигаться вправо. Возникает таблица соответствия воображаемых пациентом действий и реальных действий компьютера. Как правило, у пациента получается управлять движением курсора практически с первой попытки.

Braingate открывает целый новый мир нейропротезирования, позволяющего парализованному пациенту силой мысли управлять искусственными конечностями. К тому же нейропротезирование позволяет человеку непосредственно общаться с родными и близкими. Первая версия микросхемы, испытанная в 2004 г., предназначалась для общения с ноутбуком. Уже тогда пациенты очень быстро начинали бродить по Интернету, читать и писать электронные письма, управлять своими креслами.

Недавно у космолога Стивена Хокинга появился нейропротез, прикрепляемый к очкам. Подобно любому ЭЭГ-датчику, он может передавать его мысли в компьютер, чтобы ученый мог поддерживать хотя бы какую-то связь с внешним миром. Это достаточно примитивное устройство, но со временем подобные приборы станут намного более чувствительными и совершенными, получат больше каналов.

Все это, рассказал доктор Донохью, может кардинально изменить жизнь таких пациентов: «Польза еще и в том, что этот компьютер можно подключить к любому устройству – тостеру, кофемашине, кондиционеру, выключателю или пишущей машинке. Сегодня это совсем не сложно и очень недорого. Даже полностью парализованный человек, совершенно не способный двигаться, сможет самостоятельно переключать каналы телевизора, включать свет и делать многое другое; для этого не нужно будет, чтобы пришел кто-то и помог». Когда-нибудь они смогут при помощи компьютера делать все то, что делают нормальные люди.

Лечение травм спинного мозга

В настоящее время к этим исследованиям присоединяются и другие группы ученых. Еще одним прорывом мы обязаны ученым из Северо-Западного университета, сумевшим связать мозг обезьяны с ее рукой напрямую, в обход поврежденного спинного мозга. В 1995 г. произошла грустная история. Актер Кристофер Рив, сыгравший Супермена в одноименном фильме, в результате травмы позвоночника оказался полностью парализованным. Он упал с лошади головой вниз, и его спинной мозг оказался поврежден у самой головы. Если бы он прожил немного дольше, то мог бы увидеть усилия ученых, которые стремятся заменить поврежденный спинной мозг компьютером. Только в США от последствий травм спинного мозга страдают более 200 000 человек. В прежние времена такие люди в большинстве своем, вероятно, умирали вскоре после травмы, но сегодня благодаря успехам травматологии число выживших неуклонно растет. Кроме того, нам не дают покоя образы раненых воинов, пострадавших от мин в Ираке и Афганистане. А если добавить сюда же пациентов, парализованных в результате инсульта или другого заболевания (к примеру, бокового амиотрофического склероза), то число потенциальных пациентов вырастет до двух миллионов.

Ученые из Северо-Западного университета поместили микросхему с сотней электродов непосредственно на поверхность мозга обезьяны. Затем обезьяне показали, что нужно взять мячик, поднять его и опустить в трубу; при этом сигналы ее мозга тщательно записывались, а поскольку каждое действие соответствует срабатыванию конкретных нейронов, ученые смогли постепенно расшифровать эти сигналы.

Когда обезьяна хотела двинуть рукой, компьютер обрабатывал сигналы в соответствии с этим шифром и, вместо того чтобы направлять механическую руку, направлял их непосредственно к нервам настоящей обезьяньей руки. «Мы записываем естественные электрические сигналы мозга, посылающего приказ руке и кисти двигаться определенным образом, и передаем эти сигналы непосредственно в мышцы», – говорит доктор Ли Миллер.

Методом проб и ошибок обезьяна научилась координировать движения мышц руки. «Это процесс моторного обучения, очень похожий на то, что делает человек, осваивая новый прибор, компьютерную мышь или нестандартную теннисную ракетку», – добавляет доктор Миллер.