Руководитель лаборатории нейрофизиологии и нейро-компьютерных интерфейсов биофака МГУ Александр Каплан (слева). Фото: Сергей Авдуевский / ИТАР-ТАСС
В прошедшем году словосочетание «нейробиологи обнаружили…» не покидало страниц главных новостей: ученые объявили, что мозг беременных женщин изменяется на годы вперед так, чтобы помочь им в уходе за ребенком; опыты над мышами показали, что активность нейронов, участвующих в синтезе дофамина, связана с нашим восприятием времени; параллельно ведутся активные исследования в области электростимуляции мозга, которая может открыть нам пусть к лечению дегенеративных заболеваний, например, Альцгеймера. Нейробиология идет рука об руку с совершенствованием искусственного интеллекта, и развитие имитирующих работу нашего мозга нейросетей сейчас является одной из самых многообещающих областей науки.
Отдельного внимания заслуживает работа ученых над созданием прямой связи между мозгом и компьютером. Управление машинами «силой мысли» обещает прорыв как на бытовом уровне, так и в жизненно важных вопросах – например, в медицине. Существующие интерфейсы типа «мозг-компьютер» уже позволяют паралитикам двигаться, а тем, кто потерял конечность, мысленно управлять своими протезами. Профессор биофака МГУ, психофизиолог Александр Каплан, один из ведущих специалистов в области нейро-компьютерных интерфейсов в России, рассказал Republic, какие открытия в этой области произошли в 2016 году.
Управление силой мысли
Еще в 2015 году исследователями из Калифорнийского технологического института под руководством Ричарда Андерсена были получены выдающиеся результаты в области расшифровки моторных команд головного мозга человека для управления внешними исполнительными устройствами. С помощью этой технологии парализованный пациент с вживленными в моторную кору регистрирующими электродами, соединенными с дешифратором и пультом управления, продемонстрировал способность мысленными усилиями без малейших мышечных движений управлять похожим на руку человека кибернетическим манипулятором. Это делает возможным возмещение утраченных в связи с травмой или инсультом двигательных функций пациентов с помощью нейроинтерфейсного подключения к мозгу электронно-механических исполнительных систем.
Но разработанные в Калифорнии системы, хотя и позволяют пациенту силой мысли приводить в действие манипуляторы, не обеспечивают ему обычные в естественных условиях тактильные ощущения. Для этого кибернетическая рука должна была быть снабжена сенсорами прикосновения или давления, а еще лучше – сенсорами угловых смещений в каждом из суставов. Но и этого было бы недостаточно. Нужно было бы еще передать информацию от этих сенсоров непосредственно в мозг человека, к сенсорным областям коры больших полушарий. В таком двустороннем нейроинтерфейсе пациент мог бы с помощью манипулятора управляться с внешними предметами с большим разнообразием операций и большей точностью.
Революционной в этом направлении стала опубликованная в октябре 2016 года работа исследователей из Чикакого под руководством Слимана Бенсмания и Эндрю Шварца.
