Нейроинтерфейсы: сможете ли вы стать киборгом через 10 лет

Большая часть работы над современным BCI направлена на улучшение качества жизни людей, страдающих от серьезных нарушений двигательной системы или вовсе парализованных. Мы уже были свидетелями подобных технологий: к примеру, исследователи из Университета Питсбурга использовали мозговые сигналы для управления роботизированной рукой. А ученые из Стэндфорда смогли подключить мозг к планшету, что позволило парализованным пациентам пользоваться гаджетами с помощью беспроводной сети.

Аналогичным образом и некоторые виртуальные сигналы могут быть отправлены в мозг для имитации ощущения. Подобные манипуляции как правило осуществляются с помощью слабых импульсов тока. Но как насчет основных чувств человека – зрения и слуха? Уже сейчас существуют прототипы бионических глаз для людей с серьезным ухудшением зрения. Это уже коммерческие продукты, а не просто лабораторные образцы, хотя на современном рынке их выбор не так уж и велик. А вот импланты для восстановления слуховой функции напротив стали самой успешной и наиболее распространенной в мире бионикой – сейчас ими пользуются примерно 300 000 человек.

Двунаправленный интерфейс «мозг-компьютер» (BBCI) может не только считывать сигналы из головного мозга, но и отправлять информацию обратно в мозг посредством стимуляции. Наиболее сложными разновидностями подобных систем являются, конечно, те, которые взаимодействуют с нервной системой. Сейчас ученые изучают BBCI как радикально новый реабилитационный инструмент для лечения инсультов и травм спинного мозга. Исследования показали, что BBCI можно использовать для укрепления связей между двумя областями мозга или между мозгом и спинным мозгом и перенаправлять информацию в обход области повреждения, чтобы реанимировать парализованную конечность.

Казалось бы, можно сделать вывод, что уже через 10-15 лет нейроинтерфейсы, напрямую связанные с мозгом, будут неотъемлемой частью жизни каждого человека. Или же нет?

Далеко не все BCI являются инвазивными. Существуют и те, которые не требуют хирургического вмешательства. Как правило, принцип их работы основан на снятии показателей мозговой активности через черепную коробку (те самые забавные шапочки с электродами и проводами). С их помощью можно, к примеру, передвигать курсор по экрану, управлять инвалидной коляской, роботизированным манипулятором, беспилотниками и даже гуманоидными роботами.

Звучит круто, но давайте присмотримся к существующим прототипам повнимательнее. Уже с первого взгляда понятно, что все эти чудеса инженерной мысли работают намного медленнее и менее аккуратно, чем «натуральные» части человеческого тела. У бионического глаза очень низкое разрешение; слуховой имплант еще кое-как справляется с речью, но не позволяет прослушивать музыку или просто сложные звуковые композиции. Для того, чтобы технология работала надежно, ее вольно-невольно придется вживить хирургическим путем – это перспектива, на которую может решиться далеко не каждый человек.

Стоит также отметить, что все демонстрации современной бионики проводятся в лабораторных условиях после длительной и методичной калибровки оборудования под каждую конкретную ситуацию. В настоящее время эксперименты доказывают, что подобные технологии можно реализовать на практике – но они еще очень, очень далеки от того, чтобы их использование в повседневности было практично и удобно.

Несмотря на все проблемы, перечисленные выше, в будущем ситуация может в корне измениться. К примеру, никто не требует от BCI быть идеальным: наш мозг обладает уникальными адаптивными способностями. Точно так же, как мы учимся водить автомобиль или пользоваться смартфоном, можно приучить организм к новым типам сенсорной информации, даже если она передается не инвазивно, а, к примеру, с помощью магнитных импульсов.

В конечном счете, судя по всему, именно двунаправленный BCI будущего и станет тем способом, который обеспечит полноценное взаимодействие живого и механического мозга. Например, инъецируемое «нейронное кружево» может оказаться многообещающим способом постепенно позволить нейронам расти вместе с имплантированными электродами, а не отказываться от них. Гибкие нанопроволочные зонды, нейронные мосты и стеклообразные углеродные интерфейсы могут также позволить биологическим и технологическим компьютерам успешно сосуществовать в наших телах.