Войти в почту

Кабель толщиной с обезьяну: что изучают современные нейронауки

Сольется ли человек с фейсбуком, как об этом пишет Илон Маск, как и зачем ученые заставляют макак управлять «силой мысли» тележкой, в которой те едут, и как в нейроинтерфейсах применяют виртуальную реальность, в интервью Indicator.Ru рассказал Михаил Лебедев из Университета Дьюка (США). Беседа проходила во время международной конференции BCISamara-2017, посвященная одной из самых передовых и самых прикладных областей нейронаук: интерфейсам «мозг-компьютер». — Михаил, что нового и интересного для себя вы услышали на конференции, посвященной вашей профильной области – интерфейсам «мозг-компьютер»? — Во-первых, несколько докладов, посвященных эффектам виртуальной реальности и применению ее в BCI (brain-computer interface, — прим. Indicator.Ru). Речь идет, в первую очередь о работе Марии Санчес-Вивес из Университета Барселоны. Я сам никогда еще не занимался виртуальной реальностью, но считаю, что за этим большое будущее. Если мы в интерфейсах «мозг-компьютер» считываем сигналы из мозга, то почему бы с ними не отправиться в виртуальную реальность. Еще отдельно нужно отметить доклад Дорона Фридмана из Междисциплинарного центра Герцлия в Израиле, который посвящен интерфейсу «мозг-компьютер», основанному не на электрических сигналах мозга, а на магниторезонансной томографии. Вы видели: человек лежит в томографе, на нем надеты специальные очки, которые передают картинку «глазами робота», и он силой мысли этим роботом, который находится в другом городе управляет. Удивительный прогресс новой технологии! — Но ведь пока что это – лабораторные устройства, и вряд ли их можно применять массово: томограф же огромный и безумно дорогой. Его домой не отправишь. — Да, пока это так. Вроде бы нам обещают портативный томограф, но это все пока слова. А пока можно отработать технологию на громоздком оборудовании. В любом случае, у фМРТ-интерфейсов есть одно важное преимущество: они «снимают» активность всего мозга целиком и с большим пространственным разрешением. — А что вы скажете о докладе Слимана Бенсмайа из Университета Чикаго? В его работе тактильный сигнал из протеза руки передавался в сенсомоторную кору человека, и он не только мог управлять протезом, но и ощущать им, и за счет этого повышалась точность движений. — С одной стороны, это впечатляет, но с другой он показал не очень внятно, и нужно разбираться, ведь в работе протеза присутствуют и программированные движения кисти. Я не понял до конца, насколько далеко они продвинулись в создании человеческого интерфейса мозг-машина-мозг, то есть системы, где пользователь одновременно управляет механической рукой и получает от нее искусственную тактильную информацию. Мы уж более пяти лет назад продемонстрировали такую систему на обезьянах. Слиман и его коллеги перехватили инициативу, пытаясь делать то же самое на людях, но пока не совсем ясно, чего они достигли. — А как вы оцените российские работы, представленные на конференции? — Мне очень приятно видеть, что российские разработки в области нейроинтерфейсов быстро развиваются и выходят на мировой уровень. Это видно из докладов, представленных на конференции. Алексей Осадчий рассказал об исследовании, где впервые в России был создан инвазивный интерфейс между мозгом человека и компьютером. Этот интерфейс использует электрокортикографические сетки, показанные больным с эпилепсией. Александр Каплан значительно продвинулся в проекте «Нейрочат», где нейроинтерфейсы используются для эффективной коммуникации через Интернет. Александр Фролов проводит очень интересные клинические испытания на больных с инсультом. Он использует экзоскелет кисти, управляемый мозгом, для лечения этих больных. Интересные исследования ведутся в Самарском университете под руководством Александра Колсанова и Василия Пятина. Самарские ученые используют нейроинтерфейсы и технологии виртуальной реальности в медицинских разработках. А Сергей Шишкин из Курчатовского института использует движения глаз в своих разработках эффективных нейроинтерфейсов. Также, очень интересные разработки в области нейроинтерфейсов (включая интерфейсы, использующие культуры клеток) и экзоскелетов ведутся в нижегородском университете под руководством Виктора Казанцева. Обмениваться идеями с этими российскими учеными очень полезно и интересно. Я уверен, что российская наука в скором времени завоюет должное и даже лидирующее положение во многих направлениях по нейроинтерфейсам. — Тематика интерфейсов «мозг-компьютер» очень молодая. Первый успешный случай нейрокоммуникации (передачи информации «силой мысли», парализованный человек управлял курсором на экране компьютера) – это 1998 год, первые успешные работы по управлению протезами парализованными людьми – начало 2010-х. Куда сейчас движется наука в этой области? — Можно сказать, что есть некоторое насыщение – в том смысле, что большая часть «очевидных» вещей мы уже сделали. Теперь нужно добиться более-менее приближенной к человеческой точности движения и восстановления обратной связи в смысле ощущений. Но до этого еще… долго, в общем. Может, 5 лет, может быть 15. — Хорошо. Дорон Фридман в своем докладе сказал, что адекватно работающие неинвазивные интерфейсы для здоровых людей на основе электроэнцефалографии (без вживления электродов непосредственно в мозг) будут созданы приблизительно никогда. Мы примерно представляем себе направления разработки «интерфейса мозг-компьютер» в медицинских целях: восстановление подвижности парализованного человека, нейрокоммуникация, управление протезами и инвалидной коляской. А для здорового человека, которому никогда не разрешат вскрывать череп, можете ли вы предположить сферу применения «шапочки для электроэнцефалографии»? — Могу. Я думаю, в первую очередь, это могут быть игры. Управление героем игры. Или виртуальный тир, точность управления здесь уже сейчас вполне достаточная. — Конечно же, я сейчас не могу не вспомнить об Илоне Маске. Прокомментируйте, пожалуйста, его слова о том, что мы уже через шесть-восемь лет вживим себе в мозг сотни тысяч электродов и сольемся с фейсбуком? — Видимо он так понимает слова тех ребят, с которыми он дружит. Это талантливые инженеры, которые думают о том, как миниатюризировать электроды, как их вживить в мозг и даже как потом с них считывать информацию. Однако что есть сейчас в реальности? Мы можем вставить в мозг обезьяны уже пять тысяч электродов. Но как считать с них сигналы? Это пока что получится кабель толщиной в обезьяну – уже сложно. Ну и конечно же, пока никто не знает, что они собираются сделать. В любом случае, потребуется огромное время на разработку, конечно же – масса экспериментов на животных, а потом – «продавить» FDA (Food and Drug Administration, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, — прим. Indicator.Ru), поскольку здоровому человеку имплантация электродов в мозг и трепанация черепа, в общем, не показаны. — Вы известны как человек, который научил обезьян пользоваться интерфейсом «мозг-компьютер». Сначала они управляли своей «виртуальной рукой», затем – в прошлом году – вышла ваша потрясающая работа, где макаки лихо управляли «силой мысли» тележкой, в которой они сидели. Над чем работаете сейчас? — Сейчас у нас макака снова ездит на тележке, однако она управляется сразу двумя мозгами – макаки, которая сидит в тележке и макаки, которая смотрит на все это. — Но зачем? Какое практическое применение может быть у такой системы? — Мы смотрим, как улучшается взаимопонимание животных. В будущем мы думаем, это может помочь, например, врачу и пациенту, или психиатру и его пациенту. — И еще один вопрос не о нейронауках. Сейчас много разговоров идет о возвращении бывших российских ученых в нашу страну. Кто-то возвращается, кто-то бурно осуждает эту «затею». Что вы на эту тему думаете? Вы сами как-то участвуете в жизни российской науки? — Ну я же здесь сейчас (смеется). Я думаю, что в нынешней интернациональной науке каждый должен решать для себя. Я активно консультирую наших российских коллег, приезжаю на конференции, и считаю, что этим вношу свой вклад в отечественную науку. Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.

Кабель толщиной с обезьяну: что изучают современные нейронауки
© Индикатор