мы почти ничего не знаем о том, что произойдет с имплантатом, который хотелось бы сохранить в голове на протяжении тридцати лет, поскольку у нас мало экспериментальных моделей: мыши живут не более трех или пяти лет.

Немного меняет представление обо всех этих так называемых телепатических мозговых имплантатах с искусственным интеллектом, не правда ли?

Для преодоления этих проблем прилагаются гигантские усилия, множество проектов прямо сейчас находятся на разных стадиях развития. Есть несколько условий, которые необходимо учитывать при создании нейронных протезов, проведении тканевой инженерии и заживлении ран. Но главных условий два, как рассказал мне Крис Беттингер, а он знает об этом по той причине, что его лаборатория в Университете Карнеги – Меллона в Питтсбурге занимается созданием материалов, которые не обязаны подчиняться этим условиям. “Основной подход к созданию протезов, не вызывающих иммунного ответа, заключается в том, чтобы делать их либо очень-очень маленькими, либо камуфлировать”.

С первым условием связаны те неимоверные усилия, которые прилагаются для изготовления устройств нанометрового размера. Теоретически крохотные проводки или зернышки должны быть настолько малы, чтобы мозг просто не замечал вторжения и не стимулировал иммунный ответ. Проблема в том, что такое крохотное устройство не позволит передать или принять большой объем информации. Чем меньше электрод, тем хуже он производит запись мозговых сигналов – в соответствии с основными законами физики[421]. Поэтому таких крохотных устройств придется встраивать огромное множество. И в результате мозг все же может заметить одно из них и запустить иммунный ответ.

Есть второй, более элегантный подход к решению задачи: нужно скрыть электрическое устройство в чем-то, что знакомо телу. Многие исследователи пытаются подобрать материалы, которые телу будет приятно видеть в своей среде, и использовать их для маскировки кремния или металла[422]. Такой материал должен проводить электричество, не нарушая структуру мозга и не привлекая внимания клеток глии. Но какие вещества, кроме металлов, проводят электричество? Как выясняется, это могут быть искусственные полимеры.

В нашем представлении полимеры – это изоляционные материалы, и, вообще говоря, мы действительно используем их в качестве изоляторов. Но в 1977 году Алан Дж. Хигер, Алан Г. Макдермид и Хидэки Сиракава установили, что некоторые полимеры могут проводить электрический ток, и обратили внимание на синтетический полимер полиацетилен. Получив этот “проводящий пластик” с электрической активностью, напоминающей активность металлов, они совершили грандиозный научный прорыв, и в 2000 году все трое были удостоены Нобелевской премии по химии[423]. Именно благодаря им у нас теперь есть телевизоры с плоским экраном, антистатические покрытия и многие другие приятные атрибуты современной жизни. Кроме того, их открытие положило начало развитию новой области исследований, названной органической электроникой, в рамках которой с тех пор было создано еще двадцать пять типов проводящих полимеров.

Одной из важнейших задач органической электроники является преодоление извечной проблемы модуля Юнга и, соответственно, создание более гибких и пластичных электронных устройств. Некоторые органические полупроводники удовлетворяют этим критериям. В частности, полимер с характерно непроизносимым названием поли(3,4-этилендиокситиофен), который сейчас привлекает большое внимание ученых. Это соединение (сокращенное название – ПЭДОТ) демонстрирует настолько многообещающие результаты, что в 2020 году в газете Independent о нем писали следующее: “Ученые открыли потрясающий биосинтетический материал, который, по их уверениям, можно использовать для слияния искусственного интеллекта с человеческим мозгом”. “Это открытие – главный шаг на пути внедрения электроники в человеческое тело для создания “киборгов” – частично людей, частично роботов”[424].

ПЭДОТ – действительно отличный материал: гибкий, стабильный и совместимый с клетками. Но поможет ли он нам превратиться в киборгов? Кип Людвиг, скептически настроенный после многих лет работы в области промышленных исследований, высказывается по этому поводу весьма сдержанно: “Никакой революции от этого ждать не стоит”. ПЭДОТ разрешен для производства таких устройств, как катетеры, однако, как и другим полимерам, конкурирующим за открытие дверей в наше будущее киборгов, ему придется преодолеть несколько препятствий, прежде чем FDA или другие аналогичные организации разрешат встраивать его в человеческий мозг. Возможно, это самый безопасный материал среди всех, что мы создали до сих пор, и он действительно проводит электроны так же хорошо, как и жесткие металлические протезы. Но остается одна проблема: мы не говорим на языке электронов.

Трудности перевода

“Существует определенное фундаментальное несоответствие между устройствами, направляющими наши информационные процессы, и тканями нервной системы, – рассказывал Беттингер журналу The Verge в 2018 году. – Мобильные телефоны и компьютеры используют электроны и пересылают их туда-сюда в качестве базовой единицы информации. А нейроны используют ионы, такие как натрий или калий. И это важно, поскольку, если воспользоваться простой аналогией, это означает, что требуется перевод с одного языка на другой”.

“Одно из распространенных ошибочных представлений заключается в том, что с помощью электродов я подаю электрический ток, – объясняет Кип Людвиг. – В норме этого как раз не происходит”. Электроны, проходящие по платиновой или титановой проволоке к имплантату, никогда не проникают в ткани мозга. Они остаются на электроде. Но их накопление вызывает образование отрицательного заряда, и вот он-то и выбивает ионы из соседних нейронов. “Если я выбиваю из ткани достаточное количество ионов, я заставляю открываться потенциал-зависимые ионные каналы”, – продолжает Людвиг. И это приводит (хоть и не всегда) к образованию в нейроне потенциала действия. Нервы возбуждаются. И все, больше тут ничего не сделаешь[425].

Это представляется контринтуитивным: функция нервной системы основана на потенциале действия, так почему не попробовать просто записать наши потенциалы действия поверх мозговых? Как комментирует Людвиг, проблема заключается в том, что наши попытки перезаписать потенциал действия могут оказаться чудовищно неуклюжими[426]. Не всегда происходит именно то, что мы намеревались сделать. Для начала наши инструменты еще не настолько точны, чтобы воздействовать именно на те нейроны, которые мы хотим стимулировать. Протез оказывается посреди пучка разных клеток, отключая или активируя электрическим полем не относящиеся к делу нейроны. Помните, я рассказывала, что клетки глии традиционно считались вспомогательными клетками мозга? Так вот, недавно выяснилось, что они участвуют в обработке информации и наши громоздкие электроды их тоже возбуждают, и неизвестно, к чему это приводит. “Это все равно что в ванне с водой выдернуть пробку и пытаться заставить двигаться лишь один из трех игрушечных корабликов”, – сравнивает Людвиг. И даже если нам удастся попасть в те нейроны, в которые мы целимся, нет никакой гарантии, что мы попадем в правильный участок нейрона.

Для внедрения электроцевтики в медицину требуются гораздо более совершенные технологии для общения с клетками. “Языковой барьер” между электронами и ионами является преградой для общения с нейронами, но наши методы совсем не