программа мозг под контролем
Объяснена необходимость программы по вживлению микрокомпьютеров в человека
Ученые объяснили необходимость новой федеральной программы «Мозг, здоровье, интеллект, инновации», предполагающей развитие технологии «мозг — компьютер». В беседе с «Лентой.ру» специалисты назвали ее актуальной, однако выразили сомнения в том, что за указанный срок реализации проекта удастся решить все сопутствующие проблемы, связанные с этой разработкой.
Заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов (ННКИ) биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, доктор биологических наук и психофизиолог Александр Каплан в беседе с «Лентой.ру» пояснил, что главная цель новой федеральной программы заключается в развитии фундаментальных исследований мозга.
«Мы здесь немножко начали отставать от европейских и американских коллег. С этим нужно было что-то делать. Глас ученых был услышан, и наконец такая программа формируется. Мы очень много достигли в других сферах науки, как пример, в космонавтике, но мы очень мало обращали внимание на то, что находится в нашей черепной коробке. Эти исследования были явно недофинансированы. Во всем мире сейчас бум нейроисследований. На них выделяются огромные средства в таких странах, как США, Китай, Япония. Сейчас такая программа создается и у нас, и будем надеяться, что она будет утверждена, и тогда мы выйдем на уровень мировых исследований», — отметил он.
Психофизиолог отметил, что «Мозг, здоровье, интеллект, инновации» станет мультидисциплинарной программой, которая подтолкнет в развитии сразу несколько научных сфер, таких как генетика, нейрофизиология, биология и медицина.
«Мы сейчас находимся в ситуации, когда люди живут дольше, но мозг все чаще отказывает. Возникает много инсультов, много спинальных пациентов. В рамках всего этого и возникает потребность в разработке нейроинтерфейсных систем, которые позволят подключаться непосредственно к деятельности мозга и учитывать эту деятельность», — заявил Каплан, говоря об актуальности программы.
Комментируя напрашивающуюся интерпретацию целей проекта, эксперт заявил: «Ничего фантастического в этой программе нет».
«Это обычная научная программа. Она важна не только для фундаментальных исследований мозга, но и для медицины. Но трактуется это так, будто всем поголовно будут вживлять чипы и так далее. Конечно же, если мы говорим об нейроинтерфейсах, речи о том, чтобы что-то вживлять в мозг здоровых людей, не идет. Никакого намека даже нет. Речь идет о глубоких медицинских ситуациях, когда человек, например, полностью обездвижен или потерял способность говорить», — отметил специалист.
Он подчеркнул, что нейроинтерфейсы — это куда более широкое понятие, чем имплантирование чего-то в мозг. Помимо прочего это и обработка данных активности мозга при помощи датчиков. В будущем благодаря развитию этой технологии человек мысленными усилиями через специальную гарнитуру смог бы, к примеру, настраивать свой ноутбук или смартфон, сообщил Каплан.
«В принципе это сделать нетрудно. Другой вопрос, насколько это практически выгодно. Вот я не думаю, что это практически выгодно. На самом деле тут непочатый край проблем, которые надо решить, прежде чем что-то кому-то вживлять. Я не верю, что их решат к 2029 году. Подчеркну, я не считаю, что это невозможно, но я считаю, что вряд ли это будет в разумное время сделанная работающая система», — резюмировал эксперт.
Ранее стало известно, российские власти разрабатывают новую программу, в рамках которой предлагается вживлять в мозг людей микрокомпьютеры для прямой передачи информации с внешних устройств. Проект предполагает, в частности, развитие технологий нейроинтерфейсов — наборов аппаратных комплексов, позволяющих управлять внешними устройствами напрямую с помощью сигналов мозга. В Минобрнауки между тем сообщили РИА Новости, что программа не имеет финансирования и в конце прошлого года на уровне правительства было принято решение о нецелесообразности ее разработки.
Мозг под контролем. Как в Политехе тестируют платформу для создания нейроинтерфейсов
Разработка петербургских ученых может пригодиться водителям, организациям, работающим с людьми с ограниченными возможностями.
В центре национальной технологической инициативы Политехнического университета продолжают тестировать открытую платформу для создания нейроинтерфейсов — первую в России.
Обо всех возможностях разработки расскажет корреспондент телеканала «Санкт-Петербург» Алексей Смирнов, он на прямой связи со студией.
Специальная гарнитура контролирует сигналы мозга человека и может пригодиться, например, водителям, которые ездят на дальние расстояния, вовремя отреагировав на то, что человек начал засыпать за рулем.
Авторы разработки — инженеры лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центра НТИ СПбПУ. Это первая в России подобная платформа с открытым кодом и свободной аппаратной частью.
Платформа включает в себя нейрогарнитуру, которая замеряет сигналы активности головного мозга. Мобильное приложение на основе полученных данных формирует управляющие команды, которые устройство выполняет. Нейрогарнитура анализирует положение головы в пространстве, угол наклона и поворота головы.
Изначально устройство предназначено для решения инженерно-образовательных задач. Изменением программной части можно превратить устройство в модуль контроля психофизических состояний человека.
Например, разработка может быть интересна организациям, работающим с людьми с ограниченными возможностями.
Подробности смотрите в сюжете программы «Время суток» на телеканале «Санкт-Петербург».
Нейрочип Neuralink: действительно ли мы будем вживлять гаджеты в мозг
Видео презентации
В августе 2020 года Neuralink провела первую презентацию нейрочипа — интерфейса между мозгом и компьютером.
В августе 2020 года Neuralink провела первую презентацию нейрочипа — интерфейса между мозгом и компьютером. А уже в апреле 2021-го ученые показали, как макака играет в видеоигру благодаря импульсам, подаваемым в вживленный в ее мозг чип. РБК Тренды разбираются, как устроена передача сигнала от мозга к машине и почему это важно.
Что такое Neuralink?
Neuralink — это проект Илона Маска, который стартовал в 2016 году. Компания занимается разработкой специального прибора, который способен передавать сигналы мозга по Bluetooth. Это позволит управлять компьютером или смартфоном напрямую, при помощи мозговых импульсов.
Впервые прибор показали в июле 2019-го.
Предполагается, что капсула-приемник будет крепиться за ухом, как слуховой аппарат. От нее к мозгу будут идти нитевидные электроды. Всего в мозг имплантируют до 1500 электродов, каждый из которых в 4 раза тоньше человеческого волоса. Один процессор величиной 4 х 4 мм обрабатывает информацию с 10 тыс. электродов. Кабель USB-C обеспечит максимальную пропускную способность для передачи данных.
Зачем нужен Neuralink?
Главная задача Neuralink — расширить возможности людей, в первую очередь тех, кто страдает неврологическими заболеваниями. По словам Маска, аппарат позволит контролировать гормоны, справляться с тревожностью и даже сможет заставить мозг работать эффективнее. Также чип позволит передавать музыку прямо в мозг. Люди смогут слушать музыку на тех частотах, которые обычно недоступны для нашего слуха, и даже общаться телепатически.
Операция по вживлению нейрочипа будет роботизированной и не сложнее, чем лазерная коррекция зрения, обещают ученые Neuralink. Первые испытания, по словам Маска, уже прошли на крысах и обезьянах и закончились успешно. Чтобы провести тесты на людях, нужно получить разрешения от Министерства здравоохранения США.
Маск делает ставку на то, что расширение возможностей человеческого мозга позволит не только справляться с тяжелыми заболеваниями, но и конкурировать с искусственным интеллектом. Компания пыталась выйти на нейролаборатории России и Китая, но это оказалось невозможным из-за политики и законов США.
Что показали на презентации?
На второй публичной демонстрации Neuralink Илон Маск рассказал подробности о проекте:
Обновленный нейроинтерфейс называется Link. Он выглядит как монета и с 2019 года стал заметно меньше — 23 х 8 мм — и производительнее. Число электродов для передачи информации от нейронов мозга уменьшилось с 3072 до 1024. Это все еще не последняя версия;
Чип вживляется под кожу и подключается к мозгу. Всю операцию совершает робот-хирург, который просверливает отверстие в черепе и подсоединяет электроды. По словам Маска, операция безболезненная и не требует анестезии. Пациент может покинуть клинику в тот же день. После имплантации не остается никаких следов, а владелец не ощущает чип как инородное тело;
В качестве доказательства на презентации показали двух свиней (еще одна осталась за кадром), которые успешно перенесли имплантацию за 2 месяца до мероприятия. На экранах демонстрировали показатели мозговой активности, которые передавали чипы: как свиньи реагируют на окружающие предметы, прикосновения и еду;
Link считывает данные в мозге и соединяется с различными устройствами по Bluetooth на расстоянии до 10 метров. В будущем чип сможет не только считывать, но и записывать информацию: это пригодится для лечения заболеваний;
Чип считывает информацию гораздо быстрее, чем ПК: задержка составляет меньше наносекунды. Это позволит, в том числе, полноценно двигаться людям с ДЦП и симулировать зрение для слепых;
Заряда нейрочипа хватает на весь день, а ночью он заряжается с помощью магнитного устройства, похожего на Apple Watch. Он рассчитан на десятки лет бесперебойной работы;
Более поздние версии будут поддерживать также управление автомобилями Tesla и игры — например, StarCraft;
Цена чипа будет постепенно снижаться — до нескольких тысяч долларов, включая операцию;
Все тесты Маск оценивает как успешные. В июле 2020 года Neuralink получил статус инновационного продукта от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA).
Скандал вокруг проекта
За пару дней до презентации в Сети появились неожиданные подробности от одного из бывших сотрудников компании. Он рассказал о конфликте между группой ученых и инженеров.
Главной причиной стали требования Маска ускорить сроки сдачи проекта вопреки всем ограничениям. В итоге тогда проект покинули 6 из 8 научных сотрудников.
Ситуация обострилась из-за неудачных экспериментов над животными. Среди них — подключение 10 тыс. микроэлектродов к мозгу живой овцы и операция на мозге обезьяны. Оба эксперимента проводили с огромным риском для жизни подопытных.
В ответ Neuralink выложила видео, в котором компания показала условия содержания животных и рассказала, что заботится о них и соблюдает все требования.
Что говорят скептики
Пока что рассуждать о достоинствах и недостатках технологии рано: чип еще не испытывали на живом человеке.
Ученые отметили, что новая версия микрочипа заметно лучше предыдущей — и по техническим характеристикам, и по возможностям. Они рассчитывают, что микрочип поможет считывать электроволны мозга и лучше понимать природу неврологических заболеваний.
С другой стороны, на создание окончательной версии подобного устройства может уйти гораздо больше времени, чем обещают в компании Маска. Человеческий мозг устроен очень сложно, и любое некорректное вмешательство может ему навредить. Чтобы расшифровать всю информацию, которую передает наш мозг, нужно гораздо больше знаний о нем — и это главная проблема.
Назвать все это технологической революцией тоже сложно: аналоги нейрочипов вживляют уже десятки лет — например, пациентам с болезнью Паркинсона или травмами позвоночника.
Нейрочип вместо джойстика
9 апреля 2021 года Neuralink показала видео с макакой, которая играет в видеоигру при помощи вживленного в ее мозг чипа:
Чип, вживленный девятилетней макаке Пейджеру за 6 недель до этого, подключили к игровой приставке. Сначала Пейджер играл при помощи джойстика, загоняя объект в оранжевый квадрат. Потом исследователи убрали джойстик и откалибровали нейрочип. Они начали подавать на игровое устройство сигнал, смоделированный по данным, которые поступают из мозга через чип. При этом отсутствовала разница, то есть с помощью чипа — буквально силой мысли — можно управлять объектами. Чип также работает в связке с iPhone по Bluetooth.
Однако научным прорывом это назвать нельзя. Игру в «Понг» силой мысли показали еще 10 лет назад, а 6 лет назад удалось добиться, чтобы парализованный человек управлял протезом при помощи мозга:
Никаких научных данных об исследованиях и эксперименте Neuralink не публикует.
Главная заслуга компании — в том, что команде удалось сделать чип малоинвазивным и создать полностью беспроводной интерфейс. Илон Маск обещает, что до конца 2021 года Neuralink перейдет к испытаниям на людях.
Что еще можно подключить к мозгу?
Ученые и биотехнологи давно разрабатывают протезы, которые бы могли заменить отдельные участки мозга. Это необходимо при инсультах или заболеваниях мозга — таких как рассеянный склероз, деменция, болезнь Альцгеймера или Паркинсона.
Итог этих разработок — нейропротезы двух типов:
Впервые подобный протез представил в 2012-м невролог Теодор Бергер из США. Правда, испытания проводились только на крысах.
Самый простой протез, который взаимодействует с мозгом — это слуховой аппарат с имплантом, который используют с 1960-х годов. Он использует нейронные связи между ухом и мозгом.
Еще одно важное направление — создание нейропротезов, которые помогут создать новые нейронные связи вместо утраченных. Они посылают нужные сигналы и тренируют мозг, — как тренируют человека, который заново учится ходить после травмы. Это помогает и при тяжелых болезнях, и при проблемах с памятью.
Есть отдельные случаи того, как пациентам вживляли нейроинтерфейсы — или их прототипы — чтобы компенсировать утраченные функции:
Например, 53-летняя парализованная американка, которая, с помощью имплантов в мозге, научилась управлять роботизированной кроватью.
Испанец Нил Харбиссон утратил способность различать цвета. Ему вживили специальную камеру, преобразующую цвет в звук и отправляющую информацию во внутреннее ухо
Американец Натан Коупленд получил серьезную травму позвоночника. С помощью нейрочипа он научился управлять искусственной рукой и даже протянул ее Бараку Обаме на встрече.
Однако все это единичные примеры, и в массовое производство такие интерфейсы не поступали.
Недавно ученые открыли биосинтетический материал, который можно вживлять в мозг человека, чтобы соединить его с искусственным интеллектом. В отличие от многих других, он не отторгается тканями и не оставляет видимых повреждений. Возможно, именно его будут использовать для будущих «киборгов».
На создание действующих нейроимплантов, которые помогут восстанавливать поврежденные участки мозга, ученые отводят еще около 10 лет. Зато импланты, которые используют и расширяют возможности здорового мозга, как мы видим, уже есть. Возможно, с их помощью совсем скоро мы будем управлять не только компьютером или смартфоном, но и всеми устройствами вокруг нас.
«Коммерсантъ» узнал о разработке программы развития технологий «мозг—компьютер»
Правительство разрабатывает новую федеральную программу «Мозг, здоровье, интеллект, инновации», узнал «Коммерсантъ». Она предполагает, в частности, развитие технологий по прямой передаче информации с внешних компьютерных устройств на вживленные в человеческий мозг чипы. Стоимость программы до 2029 года оценивается в 54 млрд рублей.
Средства на программу планируется выделить из пяти национальных проектов: «Наука», «Демография», «Здравоохранение», «Производительность труда и поддержка занятости» и «Цифровая экономика». Проект предполагает в том числе развитие технологий нейроинтерфейсов. Нейроинтерфейс — это набор программно-аппаратных комплексов, позволяющих управлять внешними устройствами (компьютером или экзоскелетом) напрямую с помощью электрических сигналов мозга, которые трансформируются в команды управления при помощи технологий искусственного интеллекта. Разработчики документа отмечают необходимость наращивания научной базы по этим технологиям и массового выпуска передовых прототипов.
Так, планируется создать интерфейсы «человек—техника» для управления сложными системами, такими как самолеты, АЭС, автомобили. Управление может быть как непосредственным, так и удаленным, построенным «по принципу дистанционного присутствия, аватара». Последний способ позволит людям работать в недоступных местах — с высокой радиацией или в космосе. Проектом также предусматривается создание интерфейсов, которые обеспечат «самостоятельное формирование целей, оценку ситуаций, прогнозирование их развития и принятие решений».
Директор АНО «Лаборатория «Сенсор-Тех» Денис Кулешов добавил, что технологии «мозг—компьютер» давно разрабатываются в России для диагностики и лечения заболеваний. «Например, на людей после перенесенного инсульта надевают специальную шапочку с электродами, с которых сигнал передается на экзоскелет: человек посылает на устройство мысль, что хочет сжать мячик, и прибор его сжимает. Это помогает быстрее пройти реабилитацию»,— рассказал Кулешов. По словам эксперта, через интерфейсы «мозг—компьютер» можно управлять умным домом. При этом самыми передовыми Кулешов считает интерфейсы, встроенные непосредственно в мозг человека. «Такие технологии позволяют не только передавать сигнал от носителя, но и направлять данные прямо ему в мозг. Например, мы разрабатываем решение, которое будет вживляться в головной мозг незрячих пациентов и транслировать видеосигнал в зону зрительной коры. Сейчас тестируем компоненты системы на животных. В будущем подобный нейроимплант поможет слепым людям увидеть контуры и силуэты объектов», — рассказал директор АНО.
«Подписывалась мужским псевдонимом»: каково быть основательницей IT-стартапа
«Подписывалась мужским псевдонимом»: каково быть основательницей IT-стартапа
Молекулярный биолог Всеволод Белоусов рассказал «МК» о создании новой области науки — термогенетики
Человеческий мозг — один из самых плохо изученных органов нашего организма, который время от времени подбрасывает нам сюрпризы. Сначала мы были уверены, что используем всего 10 процентов мозга, а сейчас, в XXI веке, выясняется, что все 100. Думали, что нервные клетки не восстанавливаются, а на самом деле очень даже восстанавливаются, только с меньшей скоростью, чем другие. Ученые мечтают научиться управлять нервной деятельностью, к примеру, активировать или стирать память, возвращать зрение, помогать человеку двигаться. И что интересно, наиболее перспективные технологии по-прежнему рождаются в России. Ну, или, по крайней мере, в России рождаются те, кто потом создает новые технологии в других странах.
Так было с оптогенетикой, основателем которой считается американский ученый, нейробиолог русского происхождения Борис Земельман, так случилось и с ее производной, термогенетикой — нейронаукой, которая позволяет управлять клетками мозга не с помощью света, а теплом. О том, с кем для этого российским биологам пришлось скрестить клетки млекопитающих, как при помощи инфракрасного света можно вызвать воспоминания о пережитых кошмарах или заставить сердце биться в нужном вам ритме, «МК» рассказал руководитель междисциплинарного исследования, заведующий лабораторией молекулярных технологий Института биоорганической химии им. Шемякина и Овчинникова РАН (ИБХ РАН) Всеволод БЕЛОУСОВ.
— Всеволод Вадимович, как вообще возможно создать новое направление в науке? Не верится, что это под силу одному человеку.
— Никакая область науки не создается на пустом месте. Это всегда развитие чего-то, что уже было. В нашем случае предшественницей термогенетики была оптогенетика, которая позволяет стимулировать нейроны светом. К термогенетике шли разные исследователи во всем мире, но нам удалось прийти первыми. Мы с коллегами из МГУ им. Ломоносова вывели стимуляцию нейронов на новый уровень. После выхода нашей ключевой статьи летом этого года термин «термогенетика» станет широко применим и многие лаборатории будут ссылаться в своих работах именно на нашу публикацию.
— Так чем же вам не угодила оптогенетика?
— Зайдем издалека. Нейробиология все время развивается, становится совершеннее. Ученым давно хотелось научиться стимулировать нейроны, воздействовать, к примеру, на два, рядом расположенные, и наблюдать, чем будет отличаться реакция. И начинали они с того, что втыкали улитке или мыши электрод прямо в нейрон и стимулировали его, подавая через него ток. Время шло, появился более гуманный, неинвазивный метод воздействия на нейрон светом, то есть оптогенетика. Базируется метод на том, что в природе есть фоточувствительные организмы, к примеру, водоросли, реагирующие на свет. Исследователи выделили из них светочувствительные белки и встроили их в кору головного мозга мыши. Затем достаточно было только посветить в нужную область лучом лазера, как нейрон со встроенным белком начинал активизироваться.
— Свет подавался снаружи прямо через кости черепа?
— Нет, это нашему лучу не под силу — пришлось делать так называемое краниальное окно, маленькую дырочку в черепе диаметром 2–3 миллиметра. В нее вместо кости вживляется стеклышко, чтобы можно было через него светить. Таким образом, генетически изменяя животное, ученым сейчас удается в живом объекте изучать различные структуры мозга, выделяя фоточувствительным белком водорослей отдельные нейроны. Раньше шли другим путем — чтобы понять, за что отвечает та или иная группа нейронов, просто убивали часть из них и смотрели, на что влияют оставшиеся или какая функция утеряна.
— Действовали методом исключения.
— Да, это был не самый удобный метод. Но, как оказалось впоследствии, и оптогенетика, появившаяся уже в XXI веке, имеет недостатки. Дело в том, что видимый свет (в основном сейчас используется синий лазер) плохо проникает сквозь живые ткани. Для изучения более глубинных слоев мозга, к примеру, гиппокампа, нужно применять световоды или более мощные потоки света. Но тут подстерегает опасность: ведь свет при этом становится весьма токсичен. При интенсивном излучении он способен повреждать те клетки, которые мы хотим стимулировать.
Вот на этом этапе мы, как и нейробиологи из других стран, и подошли к необходимости появления какой-то другой «антенны», которую можно встроить в мозг лабораторной мыши. Надо было найти такой белок, который возбуждал бы нейроны не видимым, а инфракрасным светом. Он лучше проникает через ткани, меньше поглощается ими и не токсичен (если вы, конечно, не подкрутите ручку излучателя слишком сильно). Но все столкнулись с тем, что не знали белка, воспринимающего инфракрасное излучение, который можно было бы использовать для встраивания в нейрон млекопитающего. Мы такие белки нашли. У гремучей змеи.
Схема создания управляемых нейронов-антенн (автор Снежана Мажекенова).
Люди давно заметили, как некоторые змеи способны определять теплокровные объекты на расстоянии до 2 метров, знали, какой орган у них при этом задействован — собственный тепловизор (ямка на носу). Он чувствует тепло мыши или другого зверька и передает информацию о них в мозг в виде теплового контура. Исследователи задались вопросом: какой именно ген ответственен за восприятие тепла? Не так давно мы натолкнулись на статью одного американского генетика, который идентифицировал в геноме гремучей змеи тот самый белок (TRPA1), ответственный за термочувствительность. После этого нам оставалось точечно вставить ген в геном конкретных нейронов лабораторных животных — рыбки или мышки, чтобы активировать их инфракрасным светом, и система заработала. Мы снабдили нервные клетки этих живых существ тепловой чувствительностью гремучей змеи. После достаточно было посветить на животное инфракрасным (ИК) светом и получить нужный отклик от клеток. ИК-свет может проникать глубже в ткани, не повреждая их. По сравнению с видимым светом он может активировать более глубокие слои мозга абсолютно неинвазивно — просто при освещении снаружи ИК-лазером.
— А если нужно воздействовать на тот же гиппокамп?
— А вот для этого нужны другие помощники. Параллельно с термогенетикой развиваются другие ветви исследования, целью которого является как раз неинвазивная стимуляция глубоких слоев мозга. Для этого в мозг мыши при помощи шприца с тончайшей иглой вводят микросферы — ферромагнетики, то есть очень маленькие шарики, способные нагреваться не ИК-светом, а магнитным полем. Сильный магнит извне действует дистанционно на эти шарики, а они, в свою очередь, нагревают термочувствительные белки, встроенные в нейроны. Получается тот же эффект, что и от ИК-излучения, только в глубине мозга.
— Это получается еще одна новая область науки — магнитогенетика?
— Да, можно и так назвать. Уверен, лет через 10 методы термогенетики будут служить людям.
— Расскажите, каких практических результатов вы добились уже сегодня?
— Расскажу, как мы изменили поведение лабораторной рыбки зебрафиш. Нам надо было показать, что технология работает. И лучше этой маленькой модели было не найти. Малька этой рыбы легко поместить под микроскоп, у нее, как и у всех нас, есть сомато-чувствительные нейроны, отвечающие за восприимчивость различных сигналов, к примеру, прикосновения или возмущения воды при приближении крупного хищника. После таких сигналов в природе рыбка сразу пытается отплыть на безопасное расстояние. Мы достигли такого же эффекта, не притрагиваясь к зебрафиш, а просто посветив на отвечающие за реакцию сомато-сенсорные нейроны ИК-лазером.
— Как вам удавалось светить в нужную зону, ведь малек рыбки такой маленький, не больше 5 мм в длину?
— Для этого нам пришлось уложить малька под микроскоп, зафиксировав голову в геле и оставив свободным лишь хвост. Есть видео, где мы светим на тело такой рыбки инфракрасным лазером и она делает взмах хвостом, как бы чувствуя прикосновение. Если бы мы поместили белки-«антенны» в нейроны, ответственные за чувство страха, то, не пугая рыбку, могли бы вызвать у нее испуг, просто освещая соответствующую область. Надо отметить, что все нейроны устроены похожим образом. И научившись манипулировать одним видом, можем делать это со всеми другими.
— В каком направлении будете продвигаться дальше?
— Сейчас мы тестируем термочувствительные каналы, которые работают в разных диапазонах температур. Ведь для того, чтобы активировать рыбку, нужны одни температуры (до +28 градусов), для мыши и человека канал открывается при +39. Выше этой температуры нагревать нейроны человека мы не будем, поэтому продолжаем искать идеальный канал для теплокровных животных. У нас есть несколько, надо выбрать лучший. Второе направление, по которому мы сейчас работаем, — пытаемся адаптировать нашу технологию к активации инфракрасным светом не нейронов, а сердечной мышцы. При аритмии можно было искусственно задать ритм, чтобы сердце сокращалось с заданной частотой. Ту же технологию можно использовать для выработки инсулина бета-клетками поджелудочной железы. Поскольку снаружи свет до нее не дойдет, можно имплантировать к ней поближе управляемый мини-светодиод (типа сердечного стимулятора), который будет мерить уровень глюкозы в крови и при ее росте своевременно посылать сигнал в бета-клетку, ответственную за выработку инсулина. Это в принципе лишь немногие из тех возможностей, которые мы пытаемся исследовать.
— Ну а если вам предложили бы создать человека, лишенного страха, этакого зомби-солдата?
— Таких предложений нам пока не поступало. (Смеется.) Но в принципе для нашей технологи нет разницы между стимуляцией нейронов движения, страха или агрессии. Области, ответственные за эти реакции, известны, дело только за активными исследованиями, отработкой технологии. Можно было бы, наверное, избавить многих людей от навязчивых страхов, а чересчур агрессивных успокаивать, действуя на них дистанционно ИК-светом. Для меня наиболее удивительным явился факт того, что за конкретное поведение животного отвечает малая группа нейронов. У мухи это могут быть 2–3 клетки, у мыши — десятки. Это, как правило, высокоспециализированные зоны, которые легко поставить под контроль. И поскольку человек генетически не сильно отличается от мыши, то и его поведением тоже можно было бы научиться управлять. Но, как вы сами понимаете, с использованием таких технологий на людях всегда возникают этические проблемы. Однако осмелюсь предположить, что где-нибудь работа в таком направлении уже ведется и базой для нее является медицина, — где, как не в лечебном учреждении, можно найти достаточное количество людей для отработки стимуляции нейронов в терапевтических целях.
Например, уже сейчас ученые на Западе поняли, как вернуть человеку зрение при помощи оптогенетики. При заболевании, которое называется «пигментный ретинит», наши клетки сетчатки, которые принимают световой сигнал и передают изображение внутреннему слою нейронов, а затем дальше — в мозг, умирают. Но внутренний-то слой, которому они передавали информацию, — живой. Так давайте его и сделаем светочувствительным вместо внешних клеток, поместив в его клетки «антенны» из водорослей, решили ученые. Также идут исследования по стимуляции зоны мозга, которая недостаточно стимулируется при развитии паркинсонизма.
— Ну, если со светочувствительными «антеннами» в клетках глаза все более-менее понятно: свет светит — клетки активируются, то как быть с уничтожением страхов? Ведь смелым человек сможет становиться лишь на время действия ИК-луча? Не атрофируется ли после такого облучения природная способность к преодолению страха?
— Существуют антенны, которые отвечают на свет быстро, а выключаются медленно. Более того, для некоторых из них известны химические вещества — активаторы. Можно не светить лазером, а съесть, например, таблетку. Пока вещество в крови, нейрон будет оставаться включенным или, наоборот, выключенным.
— Отвлечемся немного от опто- и термогенетики. Говорят, что для американской армии нейробиологи создают шлемы для передачи команд на расстоянии силой мысли: начальник только подумал — солдат уже выполняет. Насколько этот метод может быть эффективным?
— Я не очень хорошо осведомлен об американских секретных технологиях. Но если речь идет о каких-то шлемах, передающих мысли на расстоянии, то, скорее всего, в них спрятаны приборы, работа которых основана на считывании энцефалограммы мозга. В принципе такое возможно, но только не в условиях реального боя. Я играл в похожую игрушку — надо было надеть на голову специальный шлем и управлять машинкой силой мысли. Это действительно получается, но требует длительного времени для сосредоточения и погружения в особое напряженное состояние. Сложно представить себе, что солдату на поле, где идет стрельба и все решают доли секунды, удастся так сосредоточиться. Хотя было бы странно, если бы такие или подобные этим разработкам не велись вообще. Если они и ведутся, то с прицелом на 50 лет вперед.
— А насколько сейчас приборы поднаторели в отгадывании мыслей человека?
— Систему можно натренировать прочитывать ваши мысли. Но сейчас пока речь идет не о произвольной фразе или образе, а об отдельных элементах. Тренируют программу на отдельных, очень ярких и очень разных образах, о которых думает испытуемый: про ребенка, или про гамбургер, или про самолет.
Вообще нейробиология — гигантская дисциплина, которая сейчас стремительно развивается. Об этом говорит хотя бы только тот факт, что на ежегодный съезд нейробиологов в США слетается по 40 тысяч человек со всего мира (другие науки собирают всего по 5–6 тысяч). И при этом мы до сих пор знаем о работе мозга меньше, чем о любой другой системе, органах или клетках.
— И тем не менее по сравнению с людьми, далекими от науки, вы знаете очень много про мозг. Наверняка можете поделиться какими-нибудь хитростями по поводу способов его тренировки?
— Первое и главное, что я сам для себя понял: для хорошей, естественной стимуляции работы мозга ученого нужен. интерес. Если работа интересна и все время побуждает к исследованиям — это хорошая тренировка для мозга, которая подтягивает за собой и все остальные области жизни. Мозг требует много энергии, но экономить на нем нежелательно — без тренировки он ослабевает, как любой другой орган нашего тела. В более бытовом плане, занимаясь наукой, я обнаружил, что писать научные статьи или гранты у меня получается гораздо продуктивнее и комфортнее под довольно громкую музыку (это из области стимуляции разных областей мозга). Когда я сажусь за рабочий стол, надеваю мощные студийные наушники, врубаю музыку, мгновенно погружаясь в нужную мне научную тему, и начинаю, как паровоз, писать с большой скоростью. Случайно обнаружил эту особенность. Как я раньше без этого жил, не понимаю. Но у всех этот процесс индивидуален.