Устройство прямой связи между мозгом человека и сетью интернет уже создается

[Лирик №2]

В июле Илон Маск представил миру первую разработку своего секретного стартапа Neuralink и в очередной раз удивил мир новаторскими разработками.
 Neuralink создает беспроводное имплантируемое устройство, которое сможет передавать напрямую в мозг информацию с компьютера, вылечить паралич и другие болезни нервной системы и даже наладить телепатическое общение. "Вести" разбирались, что же придумал Маск, как это будет работать и чем это грозит миру



Зачем это нужно

На пресс-конференции в Калифорнийской академии наук в Сан-Франциско Илон Маск рассказал о достижениях стартапа с момента его основания. С 2017 года Neuralink работает над внедрением интерфейсов, соединяющих человеческий мозг и компьютер с помощью чипа Brain-Machine Interface — BCI, встраиваемого в череп. Планируется, что по функциям и параметрам BCI будет нечто большим, чем просто устройством, способным контролировать любой потоковый сервис, которым пользуется человек: связь с компьютером, смартфоном и носимыми устройствами. Он станет для человека способом общения со своими близкими, с возможностью выхода в интернет, получая контент напрямую в мозг. И это далеко не все потенциальные возможности. BCI сможет стать полезным людям с широким спектром клинических расстройств: поможет слышать глухим, видеть слепым, избавит от паралича, эпилепсии, депрессии, болезни Паркинсона и Альцгеймера и других неврологических болезней.

Основная цель Neuralink — создать и отработать безопасную технологию нейроинтерфейса в виде беспроводного микроимпланта в мозгу человека, который сможет улавливать мозговую активность и обрабатывать сигналы без риска отторжения организмом.
 По словам ученых из Neuralink, его вживление будет не сложнее и не больнее операции лазерной коррекции зрения. В долгосрочной перспективе новая технология приведет к созданию симбиоза человеческого мозга и искусственного интеллекта, хотя Маск подчеркнул, что это произойдет исключительно по желанию человека.

[Лирик №2]

Экскурс внутрь мозга

Внутри черепной коробки находится серое вещество, которое отвечает за все наши знания. А также чувства человека благодаря сенсорным данным, которые тело передает мозгу для обработки и запоминания информации об окружающей нас реальности.

 Наш мозг разделен на две основные части: лимбическая система и неокортекс. Лимбическая система — это примитивная часть мозга, которая отвечает за все наши первичные побуждения, связанные с выживанием человека, такими как потребность в пище или продолжении рода. Неокортекс — это передовая часть нашего мозга, отвечающая за искусство, бизнес, технологии, философию. Рабочая часть неокортекса — это внешняя оболочка мозга толщиной 2 мм, остальная часть мозга — просто проводка.

Человечество проделало значительную работу по изучению неокортекса благодаря разработкам в технологии сканирования мозга, такой как функциональная магнитно-резонансная томография (МРТ). Это метод, который позволяет врачам и исследователям видеть внутреннюю работу мозга, изучая кровоток в реальном времени, когда мозг работает с использованием магнитных полей. С его помощью ученые смогли идентифицировать, какие части моторной коры двигают различные части нашего тела, а какие части соматосенсорной коры получают чувства от разных частей тела.

 Это дало возможность в дальнейшем развитии науки и создании все более эффективных медицинских и других устройств. Например, при имплантации BCI в небольшой участок поверхности мозга, парализованные пациенты смогут двигать конечностями робота, просто думая о перемещении своей собственной парализованной конечности. Этот нервный сигнал принимается BCI, а команда выполняется роботизированной конечностью. Но BCI не только работают с сигналами, исходящими из мозга, они также могут потенциально использоваться для размещения в нем информации.

[Лирик №2]

Аналогичные решения и достижения

Но технология BCI от Neuralink не появилась из ниоткуда. Считается, что история нейроинтерфейса началась в 1875 году, когда английский доктор Ричард Катон впервые зарегистрировал электрическое поле, пусть и слабое, на поверхности мозга кроликов и обезьян. Затем было множество открытий и исследований. А первый нейроинтерфейс, если его можно было так назвать, появился в 1950-е годы. Именно тогда профессор физиологии Йельского университета Хосе Мануэль Родригес Дельгадо изобрел устройство "Стимосивер", которое можно было вживлять в мозг и которое управлялось с помощью радиосигналов. В 1963 году Дельгадо провел ставший знаменитым эксперимент — вживил стимосиверы в мозг быков и управлял ими через портативный передатчик.



До появления Neuralink уже велись похожие исследования, посвященные гибким "нитям". Например, компания BrainGate совместно с Utah Array в 2006 году создали массив микроэлектродных игл, состоящих из 128 электродных каналов, что по количеству передаваемого объема данных уступает современной разработке Neuralink. Кроме того, их иглы были жесткими, что небезопасно для пациента и создавало проблему для долгосрочного использования: когда мозг сдвигался в черепе, иглы массива оставались на месте, что приводило к повреждению тканей и всей системы.

Ученые по всему миру занимаются совершенствованием нейроинтерфейсов. Появляется все больше проектов, разработок, научных исследований в этой сфере и исследовательских групп, которые этим занимаются. В числе последних — немецкий The Berlin Brain-Computer Interface, лаборатория нейроинтерфейса в Итальянском институте технологий, лаборатория BCI японского Университета Цукубы, голландский Институт исследования мозга, познания и поведения им. Франциска Дондерса и десятки других.

Но в 2010 году группа ученых обнаружила, что при размещении электродов на ультратонком полимере из шелка они обладают свойством обвиваться вокруг кривизны коры головного мозга. Это важное открытие означало, что точные показания мозга могут быть получены без риска нанести ему ущерб путем имплантации датчиков на поверхность коры. Протестированный на кошачьем мозге, BCI достоверно обнаруживал нейронную активность в течение месяца, не вызывая воспаления. Воспаление — это повсеместная проблема, с которой сталкиваются BCI, поскольку любой инородный объект, попадающий в организм, рискует быть отвергнутым, и воспаления в мозге, очевидно, следует избегать. Тонкие полимеры, которые использует Neuralink, могут решить эту проблему и превосходят аналоги по безопасности и объему собираемых данных.

[Лирик №2]

Как устроена технология Neuralink

Технология состоит из гибких "нитей", которые имеют ширину от 4 до 6 мкм и в десятки раз тоньше человеческого волоса. Их вживляют в кору головного мозга и с их помощью считывают активность нейронов, расшифровывая и передавая информацию на компьютер. Кроме того, с помощью "нитей" можно стимулировать участки головного мозга, тем самым создавая новые нейронные связи, утраченные, например, вследствие болезни. Такие "нити" меньше повреждают мозг в сравнении с материалами, которые используют в настоящее время в подобных интерфейсах "мозг — машина". С помощью "нитей" создается передача большего объема данных.

Для вживления нитей в кору был создан специальный нейрохирургический робот, который способен вживлять в мозг шесть нитей (192 электрода) в минуту, просверливая микроотверстия в черепной коробке и избегая при этом повреждения кровеносных сосудов, что минимизирует воспалительные процессы. Внешне робот-хирург напоминает симбиоз микроскопа и швейной машинки. По словам Илона Маска, система может включать "3072 электрода на массив, распределенных по 96 потокам", которые смогут обеспечить передачу большого объема данных. Чтобы установить имплантаты, приходится просверливать четыре 8-миллиметровых отверстия в черепе. Но в будущем ученые из Neuralink надеются использовать лазерный луч, чтобы избежать этой небезопасной процедуры.

Сигналы, полученные с "нитей", передаются на компьютер через закрепленное на черепе устройство — специальную микросхему, которая способна лучше считывать, фильтровать и усиливать сигналы от мозга. В настоящее время она может передавать данные только через проводное соединение (использует USB-C), но в конечном итоге цель состоит в создании беспроводной системы.

Этот беспроводной интерфейс будет воплощен в продукте, который Neuralink называет "сенсором N1"— он предназначен для встраивания в организм человека и беспроводной передачи его данных. Neuralink намеревается имплантировать четыре таких датчика в мозг на разную глубину, ведь медицинские исследования и терапия фокусируются на разных частях мозга — центрах речи, зрения, слуха или движения. Они будут подключаться по беспроводной связи к внешнему устройству, установленному за ухом (которое будет содержать только элементы питания), и смогут контролироваться через приложение для iPhone.

[Лирик №2]

ИИ или человек: кто победит
Илон Маск уже несколько лет твердит об опасности искусственного интеллекта (ИИ), и уже сегодня мы наблюдаем, как человек начинает постепенно уступать ему в возможностях и умениях. Искусственный интеллект уже выигрывает у человека в шахматы и покер, и это только начало. Искусственный интеллект, считают в Neuralink, обязательно достигнет апогея своей мощи и однажды поймет, что человек ему только мешает. Чтобы этого не произошло, технологии ИИ должны быть многочисленными и открытыми: так у человечества появится шанс выиграть в этой гонке разумов. Если биологическому разуму помимо собственных далеко не развитых возможностей будут доступны вычислительные мощности ИИ, то в предстоящей гонке у человека есть надежда на то, что он хотя бы не проиграет. Но при этом человек со встроенными дополнительными чипами уже перестанет быть чисто биологическим существом и станет частично киборгом.



Сегодня уже большая часть задач выполняются на внешних устройствах — человек реализует свои задачи при помощи смартфонов и других гаджетов. Заметки в телефоне заменяют кратковременную память, а поисковик — знания, память долговременную. Многочисленная "кооперация" с технологиями уже сильно поменяла человечество, и без устройств люди становятся совершенно беспомощными. "Люди уже частично стали киборгами, но пока этого не осознают. Современный человек очень отличается от того существа, каким он был 20 лет назад. Это можно наблюдать, когда подросток забыл свой смартфон или не имеет к нему доступа — это как синдром отсутствия конечностей. Я думаю, что люди уже слились со своим телефоном, ноутбуком, приложениями и другими гаджетами. Так что Neuralink в конечном итоге заменит все внешние устройства, которые делают нас киборгами, и вставит их прямо в наш мозг", — заявил Илон Маск на пресс-конференции.

Цель Neuralink — научиться связывать мозг и компьютер точнее и теснее, чтобы скорость обмена сигналами была как можно больше, а в идеале — моментальной, с максимальной полнотой. То есть фактически встроить интернет и вычислительные мощности прямо в мыслительный процесс, что совершенно изменит, например, восприятие видео и музыки в отличие от того, как мы сейчас воспринимаем изображение и звук. Если контент будет передан непосредственно в сенсорную кору, теоретически человек будет воспринимать ее так, будто он присутствует на концерте. Илон Маск заявил: "У нас будет выбор: остаться позади и быть практически бесполезным, как домашнее животное, или в конечном итоге придумать какой-нибудь способ стать симбиотом и слиться с ИИ. BCI от Neuralink — это не просто способ общения с машинами, а скорее способ слияния с ними".

[Лирик №2]

Испытания Neuralink

В 2006 году Мэтью Нэйгл стал первым человеком, получившим мозговой имплантат от компании BrainGate. До вживления имплантата он был совершенно парализован в результате черепно-мозговой травмы. Чем же помог ему имплантат? Сенсор, имплантированный в головной мозг, помог полностью парализованному пациенту читать электронную почту, играть в компьютерные игры и перемещать предметы при помощи механического протеза руки. Подобные технологии не только способны оказать колоссальное влияние на качество жизни людей уже сейчас, но и открывают удивительные перспективы на будущее.

Сейчас компания Neuralink ведет испытания, тестируя новую разработку на крысах, чтобы обеспечить стабильность платформы. Были проведены операции на 19 крысах, в которых "нити" успешно разместили в 85,5% случаев, установив 1280 электродов (1020 работали одновременно). Все процедуры на животных выполнялись в соответствии с Руководством Национального исследовательского совета по уходу и использованию лабораторных животных и были одобрены Комитетом по уходу и использованию животных Neuralink. Такие показатели дают надежду на лучшие, более точные результаты, чем предыдущие попытки взаимодействия между мозгом и машиной. Испытания доказали, что технология является многообещающей: соединение мозга с гибкими "нитями", обладающими высокой пропускной способностью, имплантированное с помощью роботизированной хирургии, позволило бы регистрировать активность большего количества нейронов.

Первые испытания на людях компания планирует провести уже к концу следующего года. Первыми участниками испытаний должны стать пациенты с полным параличом вследствие травмы позвоночника, так как одна из целей использования нового нейроинтерфейса — это управление протезами после ампутации конечностей. После этого, возможно, начнется коммерческое использование. Но перед началом коммерческой эксплуатации новой технологии Neuralink должна получить одобрение от Министерства здравоохранения США — это компания также планирует сделать уже в следующем году.

[Лирик №2]

Кто над этим работает



В настоящее время в Neuralink работает основная группа — междисциплинарная, в которую входят разработчики микросхем из проекта IBM SyNAPSE, эксперты по биосовместимым материалам, нейрохирурги, эксперты по BMI и сам Илон Маск. Команда состоит из широкого круга исследователей, хирургов, инженеров из многих областей наук, которые будут необходимы для реализации плана Neuralink по созданию широко распространенных чипов BCI для всего мозга. Более того, Neuralink в настоящее время нанимает на работу следующих специалистов: дизайнера цифровых чипов, системного инженера, инженера-механика, инженера мехатроники, а также инженеров программного обеспечения и систем.

Будущее нейроинтерфейса
Согласно анализу Grand View Research, объем глобального рынка компьютерных интерфейсов к 2022 году достигнет $1,72 млрд. Сейчас основная область применения нейроинтерфейсов — это медицина, и в первую очередь они помогут тем, кто больше всего в них нуждается. "Первое использование этой технологии будет заключаться в восстановлении черепно-мозговых травм в результате инсульта или удаления раковой опухоли. Это может помочь людям, страдающим квадриплегией (паралич всех четырех конечностей) или параплегией (паралич двух — верхних или нижних — конечностей), решив проблему с помощью нейронного шунта, связывающего моторную кору с неработающими мышцами.

Но наряду с этим к технологии "мозг-компьютер" начинает проявлять интерес бизнес, отдавая предпочтение различным игрушкам, которыми можно управлять с помощью "силы мысли". Нейроинтерфейсы также могут найти применение в управлении роботами. По мнению экспертов, с помощью этой технологии можно будет расшифровать психические процессы людей, манипулировать процессами, связанными с эмоциями или намерениями, общаться с людьми без слов.

Когда Neuralink станет доступен на рынке? Илон Маск считает, что будущее уже не за горами: "В ближайшие четыре года поступят разработки, которые помогут при серьезных черепно-мозговых травмах вследствие инсульта, при раковых опухолях или врожденных отклонениях. А уже через 8–10 лет Neuralink станет доступен для людей, которые не страдают инвалидностью, — для всех, кто захочет расширить свои возможности и встроить гаджеты непосредственно себе в мозг. Важно отметить: сроки очень зависят от одобрения регулирующих органов и от того, насколько высокие результаты покажут наши устройства у людей с ограниченными возможностями".

Внедрение нейроинтерфейсов, безусловно, вызывает опасения. С одной стороны, нейроинтерфейсы могут усовершенствовать лечение черепно-мозговых травм, паралича, эпилепсии или шизофрении. С другой — такие технологии могут изменить особенности человека, его психику, деятельность как индивида, понимание людей как физиологических существ.