Благодаря новым технологиям контроль сознания больше не является научной фантастикой

В последнее время в мире нейробиологии было много шумихи по поводу технологии, называемой “Brain-to-computer interfaces” (Нейрокомпьютерный интерфейс), которая представляет собой сеть, что может отправлять сигналы мозга на компьютер. Затем компьютер можно научить читать эти сигналы и использовать их для выполнения различных задач. Ещё в прошлом году такого рода устройство использовалось для записи сигналов движения в мозге пациентов с инсультом или ограниченными возможностями, посылая эсигналы на экзоскелет верхней части тела, что контролирует конечности человека, позволяя этим пациентам восстановить контроль над своими руками и руки.

Но еще одним многообещающим видом интерфейса, которому до сих пор уделялось меньше внимания, является интерфейс «Brain-brain», или BBI. Интерфейс BBI записывает сигналы в мозгу одного человека, а затем отправляет эти сигналы через компьютер, чтобы передать их в мозг другого человека. Этот процесс позволяет второму человеку «читать» мысли первого.

Еще в 2013 году было проведено первое исследование, в котором два мозга были успешно объединены для совместной работы и выполнения задачи. Во время первого исследования Мигель Паис-Виейра и его коллеги обучали крыс ряд задач, например: животных обучали нажимать на один из двух рычагов, при этом правильный рычаг обозначался светом. Правильный выбор дал им доступ к воде. После того, как крысы смогли успешно выполнить эту задачу четыре из пяти раз, они были назначены либо в качестве энкодеров - того, кто посылает сигналы, либо в качестве декодера, который их получал. Крысам-энкодерам хирургически имплантировали регистрирующие провода, которые измеряли активность в двигательных областях их мозга, а крысам-декодерам имплантировали стимулирующие провода. Каждая крыса содержалась в отдельном контейнере, и только на крысам энкодерам был показан световой сигнал на рычагах. Когда крысы-энкодеры выбирали рычаг, нейроны в их мозгу начали проявлять активность.

BBI записал эту активность, преобразовал ее и использовал для стимуляции эквивалентного паттерна в мозг крысы-декодера. Крыса-декодер должна была правильно нажимать рычаг на основании этой стимуляции. (Вода давалась только в том случае, если оба животных успешно нажимали на правый рычаг.) Исследователи обнаружили, что обе крысы нажимали на правильный рычаг в 62 процентах случаев.

В ноябре 2014 года Раджеш Рао и его коллеги из Вашингтонского университета разработали первый BBI для людей в реальном времени. В отличие от бедных крыс, человеческое устройство было неинвазивным, то есть хирургическое вмешательство не требовалось. Это устройство передавало сигналы движения от энкодера прямо в моторную область мозга декодера, не используя компьютер. В исследовании Рао и его команда использовали электроэнцефалографию, помещая записывающие провода на кожу головы кодирующего человека. Затем ученые использовали транскраниальную магнитную стимуляцию на головном мозге человека, чтобы активировать определенную область мозга. Это заставило второго человека выполнить действие, которое первый человек намеревался сделать, например, нажать кнопку.

Декодеры не осознавал сигнал, который они получили ... Вместо этого их рука просто двигалась при стимуляции, как будто кукловод контролировал их конечности.

Но, как ни крути, этот факт стопорил исследования. Декодеры не осознавали сигнал, который они получили. Они не могли активно обрабатывать поступающую нейронную информацию, то есть передавалось только движение, а не мысли. 

К счастью, вскоре последовало исследование с использованием BBI для передачи информации между людьми. Те же исследователи из Вашингтонского университета разработали игру с парами участников. В игре кодировщику был присвоен объект, с которым он не был знаком. Цель была в том, чтобы декодер успешно угадал объект с помощью серии вопросов «да» или «нет». Когда энкодер отвечал, то видел мигающие светодиодные индикаторы, один из которых означает «да», а другой - «нет». Зрительный ответ, генерируемый в мозгу энкодера, передавался в зрительные области мозга декодера.

Для этого на энкодерах должен быть надет электроэнцефалографический колпак, который использует электроды на коже головы для определения активности мозга. Между тем, декодеры имели транскраниальную магнитную стимуляцию или аппарат TMS, расположенный над соответствующей областью мозга.

TMS создает небольшие изменения в магнитном поле, которые вызывют срабатывание нейронов, подобное тому, которое происходит у участников энкодеров. Другими словами, если энкодер говорил «да», декодер просто видел вспышку света. Декодеры смогли успешно угадать объект в 72 процентах игр, по сравнению с 18 процентами успеха без BBI.

Важнейшим аспектом этого исследования было то, что, сигнал выработанный в зрительных областях мозга, декодирующий человек осознавал как передаваемую ему информацию. Это также означало, что декодер должен активно участвовать, нажимая кнопку «да» или «нет». Кроме того, это было крупнейшее исследование технологии BBI.

Очевидно, предстоит еще долгий путь, прежде чем мы узнаем, на что способен BBI. Все еще не известно можно ли передавать сложные идеи между людьми, в основном потому, что не известно, как мозг кодирует сложные идеи. Как странно это не звучит, наука все еще не может объяснить сознание или конкретные клетки мозга и их схемы сигналов, которые составляют каждую отдельную мысль.

Тем не менее, эти устройства явно способны провести революцию в общении и обучении. Существует ошеломляющее количество возможностей - просто представьте, как вы можете проецировать идеи в образовательной среде, напрямую делиться воспоминаниями с другими, полностью заменяя потребность в телефонах или Интернете, или даже, в более краткосрочной перспективе, использовать их для обучения людей новым двигательным навыкам во время реабилитации.

Пока что BBI - это действительно захватывающая, но крайне элементарная нейротехнология. Но когда в прошлом году Илон Маск запустил новую компанию Neuralink с целью исследования и разработки этих типов устройств, кто знает, что ждет в будущем?