Мы – электрические. Новая наука об электроме тела

Чаще всего электрокардиостимуляторы используются для ускорения сердечного ритма при пониженной частоте сердцебиений (брадикардии). Крохотные импульсы перебивают собственное биоэлектричество сердца за счет слабых регулярных электрических ударов, заставляющих сердце сокращаться с правильной частотой.

Когда импульсы достигают мышечных клеток в синусовом узле (первая “костяшка домино”), электрическая стимуляция принудительно изменяет мембранный потенциал клетки[152]. Происходит деполяризация мышечной клетки и открытие потенциал-зависимых натриевых каналов, что запускает потенциал действия. А это, в свою очередь, приводит в действие весь каскад процесса сердцебиения.

Некоторые самые продвинутые модели электрокардиостимуляторов не просто “подталкивают” сердце; они могут сами “слушать” ритмы и гарантировать подачу правильных импульсов в правильное время – они модулируют сердечный ритм человека в реальном времени. Благодаря этой способности отвечать на сигналы в реальном времени такие электрокардиостимуляторы относят к категории контроллеров с обратной связью.

После того как Грэйтбатч применил литий-ионную батарейку, события стали развиваться быстрее. В 1960-е годы благодаря нескольким важнейшим технологическим новшествам XX века, таким как пластик, транзисторы, микрочипы и аккумуляторы, стало возможным производить вживляемые и надежные электрокардиостимуляторы[153]. Инженеры и ученые, создавшие эти функциональные устройства, основали компанию по производству медицинского оборудования под названием Medtronic. За последующие двадцать лет число пациентов с электрокардиостимуляторами быстро выросло от нескольких человек до почти полумиллиона.

В конце 1960-х годов нейрохирург из Висконсина взял имплантируемый кардиостимулятор фирмы Medtronic и впервые приспособил его для использования в другой части тела для лечения пациентов с хроническими заболеваниями. Устройство имплантировали в позвоночник, но это было лишь началом необычного путешествия электрокардиостимулятора, который вскоре нашел себе новый дом в головном мозге.

И такой же путь проделали методы диагностики, начавшиеся с ранних работ Уоллера. Позволив врачам диагностировать аномалии в работе сердца в стационарных условиях, а затем разработать первые методы регистрации активности мозга, электрокардиограф стал основой ряда других электрических методов визуализации, используемых для диагностики нарушений сна и неврологических расстройств. Такая продвинутая диагностика мозговых нарушений, в свою очередь, способствовала пониманию того, что животное электричество является способом шифрования информации, позволяющим телу общаться с самим собой с помощью своеобразного нейронного кода. Эта идея зародилась в XX веке и расцвела в нейробиологии XXI века. Теперь многие убеждены в том, что с помощью новых устройств, произошедших от первого устройства Уоллера, мы вплотную подошли к чтению мыслей на основании электрической активности мозга и, возможно, к раскрытию секретов сознания.

Глава 5 Искусственная память и имплантируемые сенсоры: в поисках нейронного кода

В 2016 году в Силиконовой долине вышел из тени стартап под названием Kernel, публично объявив о создании “имплантируемой памяти” – вживляемого микрочипа, который не только поможет людям с травмами мозга вернуть память, но и в конечном итоге будет способствовать повышению интеллекта каждого из нас. Если верить основателю Kernel Брайану Джонсону, вложившему в развитие этой идеи 100 миллионов долларов, возможности устройство открывает безграничные. “Можем ли мы учиться в тысячу раз быстрее?” – вопрошал он[154]. “Можем ли выбирать, какие воспоминания хранить, а от каких избавляться? Подключаться к своим компьютерам? Если мы сумеем имитировать природную функцию мозга и начать по-настоящему работать с нейронным кодом, я поставлю вопрос иначе: чего мы не сможем делать?”

Если вы следите за новостями науки и техники, вам план Kernel может показаться безупречным. За прошедшее десятилетие в разработке мозговых имплантатов наблюдался фантастический прогресс, и Джонсон включился в эту разрастающуюся и очевидно перспективную сферу академических исследований. Он переманил к себе одного из самых видных биомедицинских инженеров Теодора Бергера из Университета Южной Калифорнии, предоставив ему руководство проектом в качестве главного научного консультанта. Бергер на протяжении двадцати лет занимался тем, что вписывал электрические сигналы в нейроны крыс и приматов. Он как раз недавно создал алгоритм для расшифровки кода, посылаемого из одной части мозга в другую, и тем самым, по-видимому, улучшил способность нескольких крыс формировать краткосрочные воспоминания[155]. Теперь при финансовой поддержке Kernel пришла пора испытаний на людях. Наступило время “Матрицы”.