Далай-лама допустил россиян к мозгу тибетских монахов

— Человек смотрит на экран компьютера, на котором в быстром темпе подмигивают буквы алфавита, цифры и знаки препинания. Одновременно у него с помощью восьми датчиков, прижатых к поверхности головы, регистрируется электрическая активность мозга, которая в медицине называется электроэнцефалограммой, или ЭЭГ. С помощью специальных алгоритмов можно распознать реакции на подсветку каждой буквы. Если человек заинтересован в какой-то конкретной букве, то реакция на ее подсветку будет чуть-чуть отличаться от всех остальных. Вот это «чуть-чуть» мы отлавливаем нашими алгоритмами и тут же печатаем на экране нужную пользователю букву.
Вот так, буква за буквой, на компьютере может быть набран целый текст — одним только переводом внимания человека от одной буквы к другой. Сама идея принадлежит американцам, но реализация наша. Точность отгадывания той буквы, о которой думает пациент, составляет 95 %.

— Саму идею мы с коллегами по лаборатории воплотили еще в 2011 году, это было описано в международной научной прессе. Но для практической реализации нужна была серьезная финансовая поддержка. От государства я получил грант Национальной технологической инициативы в 100 млн руб. и еще 30 % от общей суммы были внесены соинвестором, компанией «Нейротренд», возглавляемой Наталией Галкиной. На эти деньги мы вместе с ней разработали с нуля и создали 500 комплектов оборудования. Его произвели на заводе медицинской техники в Таганроге.
Сейчас практически все 500 комплектов бесплатно переданы больницам и пациентам. Востребованность высокая, и последующие будут уже производиться и распределяться на коммерческой основе.

— Очевидно, они могут быть использованы для замещения коммуникации у людей с тяжелыми поражениями речи и движений, например, после инсульта. Эти пациенты могут быть «когнитивно сохранными» — всё слышать, понимать, — однако в ответ не могут ничего сказать. «Нейрочат» открывает для них жизнь заново.
Пациенты могут набирать текст со скоростью до 10 букв в минуту. Для сравнения: не умеющий быстро печатать на клавиатуре человек может набирать двумя пальцами сто букв в минуту. Скорость печати у нашей технологии, конечно, небольшая, однако для пациентов больше и не нужно.
Здоровые люди работают на комплекте «Нейрочат» почти без ошибок: не более пяти неправильных букв на сотню. Однако у пациентов после инсульта или нейротравмы обычно снижено внимание, и утомляются они быстрее, поэтому набирают буквы гораздо медленнее, чем здоровые люди. Иной раз количество ошибок может доходить до 20 %.

— Методика коммуникации без голоса и движений на основе регистрации реакций ЭЭГ была разработана более 20 лет назад, но долгое время оставалсь внутри научных лабораторий. Мы впервые вывели ее в больницы и на дом к пациентам. Нам пришлось многое адаптировать и доработать. Более того, мы значительно расширили функционал этой технологии: теперь текст можно не просто набирать, но запоминать, отправлять по почте конкретному адресату, работать со списками адресов, с кнопками для телефонного звонка, для включения или выключения домашних устройств. Все это — на той же основе расшифровки реакций ЭЭГ, подсветки нужных букв, адресов или кнопок.
В последнее время, уже после демонстрации «Нейрочата» в реабилитационной клинике в США, после его показа на международных выставках, к нам уже очень близко подобрались австрийские разработчики — компания g.tec.

— Илон Маск пытается реализовать мечту о том, что когда-нибудь каждый человек будет носить в кармане мощный процессор, напрямую связанный с мозгом, — своеобразное «третье полушарие», обеспеченное гораздо большей памятью и быстродействием, чем естественный мозг. С этого момента для человека не будет проблемой помнить номера телефонов всех своих знакомых, все стихи любимых поэтов и вообще «всё, что нужно». Человек сможет мгновенно просчитывать всё, что считается: от бытовых ситуаций до траекторий комет.

В них не было бы ничего фантастического, если бы такой плотный контакт между мозгом и процессором можно было бы организовать неинвазивно, поверхностными датчиками. Увы, Маск прекрасно понимает, что для реализации его идей требуется вживление электродов прямо в мозг — и не десятков, а многих сотен тысяч!
Специалисты его компании уже сильно продвинулись на этом пути, создав своего рода «швейную машинку», которая втыкает в мозг очень тонкие электроды — почти нити. Каждая несет на себе до несколько тысяч контактных поверхностей. Внедрение всего десятка таких электродов-нитей обеспечивает несколько десятков тысяч контактов нейроинтерфейса с мозгом. Технология опробована на животных, но подобного рода манипуляции со здоровым человеком на сегодняшний день законом и морально-этическими принципами запрещены.
Впрочем, техника вживления электродов в мозг человека давно освоена и используется по медицинским показаниям. Сейчас в мире 2-3 млн людей со вживленными электродами. Они есть и в России. Электроды нужны тем людям, которые, например, страдают от тяжелых форм эпилепсии, приступы которой могут наступать чуть ли не непрерывно. Так вот, учеными совместно с медиками разработана технология, которая посредством электродов, вживляемых в область генерации эпилептического приступа, делает возможным предсказание этого приступа и путем пропускания тока через эту область — его купирование. Вся система может управляться подкожным чипом с небольшим аккумулятором. Человек может даже не заметить срабатывание этой системы, как не замечают работу кардиостимулятора пациенты с нарушениями ритма сердца.
Еще есть совсем небольшая группа пациентов, которые полностью парализованы. Им вживляют в мозг электроды для контакта с внешними исполнительными устройствами типа манипулятора. Не всем, только небольшой группе таких пациентов — это делалось в качестве эксперимента. Как оказалось, такие пациенты могут научиться управлять манипулятором — например, могут с его помощью поднести ко рту контейнер с напитком. Однако для этого достаточно было вживить всего 200 электродов, да и те начинали выходить из строя после 2-3 лет эксплуатации. Таких пациентов за 20 лет использования этой методики набралось едва ли больше двух десятков.

— Сейчас с помощью нейроинтерфейса можно управлять манипулятором, и это уже огромное достижение. Теоретически управлять интернетом вещей через нейроинтерфейс возможно даже в настоящее время — тот же «Нейрочат» можно приспособить для этого.
Что касается нейроинтерфейсного управления автомобилем, то в неинвазивном исполнении, думаю, это не будет сделано никогда. Подключиться к рулю, к примеру, от «Нейрочата» можно прямо сейчас, однако машина должна быть игрушечной, не настоящей.
Другая история — если оснастить автомобиль биометрическим контролем, позволить бортовому компьютеру регистрировать электрическую активность мозга для оценивания, например, степени утомления или нервно-психического переутомления водителя с тем, чтобы при превышении контрольных уровней ограничивать скоростные возможности автомобиля или вовсе блокировать его движение. Здесь также есть поле для нейроинтерфейсных разработок.

— Один из подходов для построения нейроинтерфейсов — расшифровка мысленных команд для их передачи к внешним исполнительным устройствам. Например, с помощью ЭЭГ можно распознать, когда человек представляет, что он двигает правой или левой рукой. Таким образом, люди могут мысленно задать, по крайней мере, две команды на срабатывание внешних устройств, это и есть технология интерфейсов мозг-компьютер в действии. Этот тип нейроинтерфейсов в последнее время используется в качестве тренажеров для восстановления движения — например, после инсульта.
Активно разрабатывая подобные тренажеры, мы наткнулись на странную проблему: только 20–25 % наших испытуемых могли хорошо управлять подобными нейроинтерфейсами. Оказалось, что сама способность к воображению далеко не у всех выражена на должном уровне. Потому и в ЭЭГ у большинства испытуемых недостаточно выражены изменения при визуализации внешних объектов. У меня возникло предположение, что современный человек постепенно теряет способность к воображению. Может быть, это происходит просто в силу все большего погружения в мультимедийную среду, не требующую большого воображения.
Вот и возникла идея изучить, как работает воображение у людей, которые не столь привязаны к современным средствам внешней визуализации и, наоборот, ежедневно тренируют свое воображение, выстраивая в уме весьма замысловатые зрительные образы.
Это монахи из тибетских монастырей. Я только что выполнил исследование в одном из тантрических тибетских монастырей, известном практикой своих монахов в мельчайших деталях воспроизводить в воображении очень сложные зрительные образы и потом последовательно, по тем же деталям, их растворять в уме. Этому помогли недавние мои встречи с Далай-ламой, в которых он проявил неподдельный интерес к подобным нейрофизиологическим исследованиям и дал поручение аббатам способствовать моей миссии. Я записывал многоканальную ЭЭГ, а еще дыхание, работу сердца и ряд других физиологических показателей у целой группы монахов.
Сейчас начнем расшифровку и обработку полученных данных. Возможно, нам удастся в чистом виде увидеть, как на ЭЭГ выглядят картины визуальных образов, и откроются ранее неизвестные детали механизмов мозга человека при воображении. Я надеюсь, что эти знания нам позволят построить особого рода нейроинтерфейсы, посредством которых можно будет тренировать воображение.