Истинный творец всего. Как человеческий мозг сформировал вселенную в том виде, в котором мы ее воспринимаем

Чтобы эксперимент был действительно интересным, мы не дали участникам никаких инструкций или подсказок относительно типа социальных взаимодействий, которых мы от них ожидали. Единственное, о чем они знали на протяжении проведенного в лаборатории часа, – это то, что их задача заключается в перемещении виртуальной руки, которую они видели на экране стоявшего перед ними компьютера и которая напоминала их собственную. Осознав, что он может двигать виртуальной рукой, участник должен был поместить эту руку в центр сферы, которая в начале каждого эксперимента появлялась в том или ином месте на экране. Каждый раз, решая задачу правильно, участник получал вкусное вознаграждение.

Звучит довольно просто, правда? На деле эксперимент был несколько сложнее. Во-первых, хотя каждый участник мог видеть лишь двумерное изображение виртуальной руки, чтобы достичь цели, ее требовалось перемещать в трехмерном виртуальном пространстве. Во-вторых, чтобы довести руку до цели, они не могли совершать никаких движений собственным телом, например управлять джойстиком. Вообще говоря, у них и вовсе не было никакого джойстика или какого-то другого механического или электронного управляющего устройства, по крайней мере предназначенного для использования их собственными конечностями.

Они могли достичь цели только с помощью совершенно иной стратегии: для выполнения поставленной задачи они должны были в буквальном смысле использовать электрическую активность их коллективного мозга.

Решение этой задачи стало возможным благодаря тому, что за несколько предшествовавших недель эти участники научились взаимодействовать с новым типом интерфейса «мозг-машина», созданным в нашей лаборатории именно для этого эксперимента. Однако эксперимент, который мы собирались провести в тот день, включал в себя важное новшество по сравнению с ныне уже классическим вариантом. Исходный интерфейс «мозг-машина» позволял каждому участнику с помощью разнообразных сигналов с обратной связью научиться контролировать движения одного искусственного устройства, используя только лишь электрическую активность собственного мозга. На протяжении нескольких лет эти трое работали с разными интерфейсами «мозг-машина», созданными в нашей лаборатории. На самом деле каждый из них мог бы считаться мировым экспертом по работе с такими устройствами; вообще говоря, они поучаствовали в таком количестве исследований на эту тему, какого было бы достаточно для создания внушительного списка научных публикаций в данной области. Но в тот день они впервые пробовали манипулировать интерфейсом между совмещенным мозгом и машиной, поскольку три отдельных мозга были присоединены к компьютеру, так что они могли двигать виртуальной рукой совместными усилиями.

За годы до этого дня я назвал такой обобщенный интерфейс «мозг-машина» мозгосетью. Я разрабатывал эту концепцию в рамках теоретической работы, предполагая, что для ее проверки в реальном эксперименте понадобится много лет. Однако, как это часто бывает в экспериментальной науке, вышло так, что несколько неожиданных событий позволили нам в 2013 году довести эту идею до реализации в лаборатории. Первая версия мозгосети была протестирована в экспериментах одного из моих самых замечательных молодых сотрудников – португальского нейробиолога Мигеля Паис-Виейры. В серии революционных исследований Мигель смог показать, что пара крыс, мозги которых были напрямую соединены между собой, могли обмениваться очень простыми бинарными электрическими сообщениями (рис. 7.1). В этих экспериментах одна крыса, которую называли шифратором, осуществляла какое-то действие, например, нажимала на один из двух рычагов, чтобы получить пищевое вознаграждение. При этом в соматосенсорную или моторную кору второй крысы, которую назвали дешифратором, напрямую поступал короткий электрический сигнал, генерированный мозгом шифратора и сообщавший о его действиях. Этот электрический сигнал сообщал крысе-дешифратору, что она должна делать (а именно, имитировать действие крысы-шифратора), чтобы тоже получить вознаграждение. Примерно в 70 % экспериментов так и происходило. Крыса-дешифратор решала, на какой рычаг нажать, на основании электрических инструкций, поступавших из моторной коры другого животного (крысы-шифратора)!

Рис. 7.1. Экспериментальная схема межмозгового интерфейса для передачи сигналов моторной коры. Стрелки указывают направление потока информации от крысы-шифратора к крысе-дешифратору. Pais-Vieira M. et al. A Brain-to-Brain Interface for Real-Time Sharing of Sensorimotor Information. Scientific Reports 3, 2013: 1319.