chitay-knigi.com » Разная литература » Мы – электрические. Новая наука об электроме тела - Салли Эди

Шрифт:

-
+

Интервал:

-
+

Закладка:

Сделать
1 ... 32 33 34 35 36 37 38 39 40 ... 91
Перейти на страницу:
именно букву из последовательности в рамке она смотрела. Метод ЭКоГ позволил выявить электрические сигналы в мозге людей, обдумывающих целые слова, такие как “да”, “нет”, “горячо”, “холодно”, “пить”, “есть”, “здравствуйте” и “до свиданья”[218].

Таким образом, вполне в соответствии с предсказаниями Коха электрические сигналы мозга действительно можно использовать для чтения мыслей. К 2022 году выражение “нейронный код” употребляется как минимум в пятидесяти рецензируемых статьях ежегодно. Авторы многих из этих работ пытались установить, какие действия, мысли и ощущения можно соотнести с биоэлектрическими сигналами в головном мозге.

И в результате возник новый вопрос: если можно определить состояние мозга по анализу его электрических сигналов, что произойдет, если изменить эти сигналы? Не позволит ли это перепрограммировать мозг?

Переписываем нейронный код

22 июня 2004 года в моторную кору Мэтта Нэгла была встроена маленькая металлическая “игольница” – в то место, которое контролировало активность его доминантной левой руки и предплечья. Мужчина оказался парализован ниже шеи в результате несчастного случая, и нейробиолог Джон Донохью включил его в клинические испытания BrainGate, в рамках которых вживил ему массив Юты. В результате Нэгл с помощью мыслительной команды смог передвигать курсор на экране компьютера. Когда он хотел переместить курсор влево, нейроны моторной коры возбуждались таким образом, как они возбуждаются в норме при движении пальцев. Массив подхватывал этот сигнал, переводил на машинный язык, чтобы передать компьютеру, и курсор смещался влево. А в 2005 году Нэгл обыграл корреспондента из журнала Wired в компьютерный вариант настольного тенниса[219].

Но планы Донохью были намного шире. Если сигналы могут управлять рукой робота, нельзя ли найти способ управлять настоящей рукой, а именно – рукой самого Нэгла? В 2005 году Донохью сообщил журналу Wired, что собирается “включить в испытания BrainGate стимуляторы, способные активировать мышечную ткань, полностью минуя поврежденную нервную систему”[220]. Это был амбициозный и захватывающий проект (хотя и несколько в духе Франкенштейна): вместо того чтобы пытаться устранить повреждение спинного мозга, приведшее к отключению конечностей от головного мозга, имплантат BrainGate должен собирать электрические сигналы, направляющие намерение напрямую к соответствующим точкам в теле, тем самым реанимируя конечности.

Этот прием, названный нейронным шунтированием, через десять лет был продемонстрирован на конференции TED[221][222]. “Идея заключается в том, чтобы собрать сигналы из определенной части мозга и перенаправить в обход повреждения – вне зависимости от того, находится оно в спинном или головном мозге, – а затем ввести эти сигналы обратно в мышцы, чтобы вернуть им способность двигаться”, – рассказывал аудитории Чед Боутон, прохаживаясь по сцене, словно профессиональный ведущий популярной телепрограммы. Боутон – инженер; он разработал алгоритмы для обработки сигнала в первой версии проекта BrainGate. “Но мы все еще не подарили [участникам наших испытаний] способности двигаться”, – заявил он с горечью, говоря о возможности помочь людям с тяжелейшими повреждениями спинного мозга вновь начать ходить. Затем, после того как в 2008 году прекратила свое существование компания Cyberkinetics, занимавшаяся проектом BrainGate, Боутон перебрался в Институт Фейнштейна в Манхассете, в штате Нью-Йорк, чтобы продолжить работу над нейронным шунтированием. При финансовой поддержке Министерства обороны США он присоединился к мощной исследовательской группе при Университете имени Баттелла и Университете штата Огайо. В 2014 году они встроили компьютерный чип в моторную кору молодого человека по имени Иан Буркхардт, полностью парализованного в результате несчастного случая при глубоководном погружении.

Для Боутона и других специалистов, занимающихся восстановлением контроля двигательной функции, расшифровка нейронного кода не сводится к подсчету потенциалов действия в каждом нерве, как это делал Эдгар Адриан. В головном мозге 86 миллиардов нейронов – выделить и проанализировать характер возбуждения миллиарда нейронов, ответственных за каждое движение, не получится. Боутон считал, что вместо этого нужно анализировать синхронизацию активности групп нейронов при возникновении того или иного намерения. Он называл это “пространственно-временной связью”. Обнаружив подобный профиль активности, ученые могли бы переложить его на машинный язык, чтобы приводить в действие группу электродов вокруг запястья Буркхардта. Вместо активации сервоприводов роботизированной конечности (как в проекте BrainGate) в данном случае каждый электрод должен стимулировать крохотную группу мышц человеческой руки.

Этот путь не воспроизводит в точности иннервацию мышцы и доставку мозгового сигнала, но сложная математическая трансформация сработала. С помощью электронного устройства Буркхардт смог поднять чашку с водой, поднести ее ко рту и сделать глоток. Иан Буркхардт стал первым человеком, использовавшим чип для “реанимации” собственных мышц с помощью нейронного кода собственного мозга[223]. Сигналы были настолько точными, что он смог играть в Guitar Hero[224][225].

Однако Боутону этого было мало. Какой смысл иметь возможность двигаться, если не можешь ощущать прикосновений? Это практический вопрос. “Для вас и для меня это так просто, но, если ваши руки не испытывают тактильных ощущений, давления или касания, вы не осознаете, достаточно ли крепко держите предмет”, – рассказывал мне Боутон, когда я посетила его лабораторию в Институте Фейнштейна пару лет спустя. Не осознавая силу сжатия, можно как ухватить чашку, так и выпустить ее из рук и вылить на себя горячий кофе (а при отсутствии ощущения боли еще и не получится понять, что вы только что получили ожог второй степени и нуждаетесь в медицинской помощи). Чтобы этого избежать, человек с таким имплантатом должен учиться концентрировать все свое внимание на удерживании чашки от первого до последнего момента. “Один парень с имплантатом мог брать предметы, – рассказывал Боутон, – но, как только он хотел сделать что-то еще или подумать о чем-то другом, он немедленно ронял этот предмет”. Представьте, если бы с вами происходило подобное каждый раз, когда вы захотите глотнуть кофе. А если вы держите не чашку кофе, а руку своего ребенка? Все эти будничные действия бессмысленны без возможности ощущать. Полумера, по мнению Боутона.

Сенсомоторная кора, в которой “живут” ощущения, располагается в непосредственной близости от моторной коры, отвечающей за намерения. И это хорошо. Плохо то, что записать в мозг правильную последовательность электрических спайков для воссоздания реального тактильного опыта намного сложнее, чем считывать существующие сигналы возбуждения нейронов.

Почти ровно шесть месяцев спустя парализованный доброволец Натан Коупленд, работавший с другой исследовательской группой в Университете Питтсбурга, лежал с завязанными глазами рядом с роботизированной рукой с пятью пальцами. Каждый раз, когда исследователь дотрагивался до одного из пальцев робота, Коупленд сообщал, какой из его собственных ощущает прикосновение. “Указательный”, – говорил он, когда исследователь касался указательного пальца робота. “Средний. Безымянный”. И далее следовала длинная серия верных распознаваний[226]. Кроме обычного имплантата типа BrainGate в моторной коре Коупленду встроили два чипа в области мозга, отвечающие за

1 ... 32 33 34 35 36 37 38 39 40 ... 91
Перейти на страницу:

Комментарии
Минимальная длина комментария - 25 символов.
Комментариев еще нет. Будьте первым.
Правообладателям Политика конфиденциальности