Апгрейд мозга с помощью встраиваемых нейросетей

Работа, о которой мы расскажем в этот раз, возникла из практической медицинской проблемы. Хотя, возможно, именно она окажется самой важной работой в истории узконосых обезьян подвида homo sapiens sapiens (ну, или как там нынче принято обзываться у антропологов-). Сделал эту работу возможным современный уровень технологий - информационных, химических, биоинженерных, медицинских. Ну а последствия могут быть самыми поразительными.

Целью работы, о которой рассказано в статье Generation and transplantation of reprogrammed human neurons in the brain using 3D microtopographic scaffolds, было облечение участи людей, страдающих нейродегенеративными заболеваниями. Это - группа в основном медленно прогрессирующих (а куда, собственно, торопиться-), наследственных или приобретённых заболеваний нервной системы. Объединяет эти болезни так называемая нейродегенерация (на русском ее можно было бы назвать вырождением сетевых структур), гибель нервных клеток в ускоренном режиме.

Примерами таких болезней являются болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Подробности медики и так знают, а не медикам их лучше и не знать. Говорил же поэт - «Не дай мне Бог сойти с ума. /Нет, легче посох и сума; /Нет, легче труд и глад.» И хоть события последних лет заставляют все больше и больше считать, что в прозе «наше все» вице-губернатор Михаил Евграфович Салтыков-Щедрин, а в поэзии - граф Алексей Константинович Толстой, но тут не согласиться с камер-юнкером Пушкиным нельзя. Мы - это наша нейросеть, прежде всего - головного мозга.

Ну и любые расстройства этой нейросети заставляют задуматься - а что, собственно, тут происходит с личностью? И ответ на этот вопрос один - «Ничего хорошего!». И вот, в поисках возможности замедлить, остановить а то и вовсе обратить вспять течение нейродегенеративных заболеваний медики обратились к технологии пересадки нейронов. А проблемы с приживаемостью отдельных нейронов заставили создать весьма изощренную технологию, опирающуюся на методы органической химии и компьютерной трехмерной визуализации.

В первом приближении описать ее можно так. Из полимерных волокон, биологически совместимых с человеческими нервными тканями, формируется пространственный каркас весьма изощренной формы. Тут работают две технологии - химия и компьютерная визуализация биологических структур (Biomedical Imaging) - ведь работу выполнили специалисты из National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering-

Дальше - прямо как в названии института - идет биоинженерия. Причем - биоинженерия, удовлетворяющая самым строгим этическим критериям. Пересадка органов, знаете ли, оставляет душок подозрительности- Случайно ли уличные грабители прострелили голову прохожему именно с той группой крови и прочем, что наилучшим образом подходит для ждущего молодой орган хорошего и уважаемого человека (ну, вот президенту Андервуду в четвертом сезоне House of Cards печень юного самоубийцы пересаживали-). И так ли уж добровольно продает органы молодежь из Третьего мира?

А тут - все чисто и честно. Из клеток кожи самого пациента получаются induced pluripotent stem (iPS), индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК). Плюрипотентные - значит, что в дальнейшем эти стволовые клетки могут развиваться по различным траекториям. В том числе - и оборачиваясь нейронами головного мозга. Только вот отдельный нейрон, подсаженный в головной мозг, выживает с невысокой вероятностью. И еще с меньшей вероятностью прорастает связями с соседними нейронами, по которым и бегают электрические сигналы.

И вот тут на помощь приходит пространственный каркас из полимерных волокон. В него помещаются выращенные нейроны, что должно повысить их выживаемость. Правда, такой подход был связан с необходимостью решения ряда оптимизационных задач, структурных и параметрических. Структурно оптимизировалась архитектура пространственного каркаса. Параметрически - толщина и плотность волокон.

В рамках оптимизационных задач выбирались те пераметры волокон, которые делают их наиболее комфортными для приживания нейронов. Ну а структура объемного каркаса выбиралась так, чтобы и нервным клеткам было достаточно места между искусственными волокнами, и чтобы нейроны могли нормально сращиваться между собой, а затем нормально функционировать.

Эксперименты показали, что нейроны в мозгах экспериментальных мышек - жертв и мучениц науки - прорастают в 3-5 раз лучше, а выживаемость пересаженных нейронов в 38 раз лучше, чем при пересадке одиночных нейронов. Лучше вырабатываются белки, выше будет электропроводимость синапсов. Вот, пока, и вся суть - интересующиеся могут почитать статью по ссылке. Но - это очень важный шаг в будущее.

Мы - это вычислительные процессы, запущенные на wetware головного мозга. И вот появляется технология апгрейда этого самого wetware. Да, пока технология сырая- Она - как первый двигатель Отто по сравнению с современным автомобильным двигателем с отключаемой половиной цилиндров. Но только нет никаких причин, чтобы технология эта не развивалась. Дарованная компьютеризованным медицинским оборудованием возможность наблюдать нейроструктуры в объеме и динамике позволила резко увеличить знания о работе мозга.

Химия и биоинженерия позволила создавать запасный части для биологических нейроструктур. Впереди небольшой путь - примерно такой, как от Flyer братьев Райт до современного 777. Но - никаких законов природы, препятствующих движению по этому пути вроде бы неизвестно- И к чему же мы приходим?

Ну, прежде всего, встраиваемые в мозг структуры окажутся предельным случаем интерфейсных устройств. Не нужны будут телевизоры и дисплеи того качества, которое придет на смену нынешним 4К. Совсем не нужны- Не нужно будет аудиооборудование - не только покупные Marantz, но и самодельные двухметровые, из елового мебельного щита колонки с синфазно включенными 35 ГД-1 в потрохах, запитанные ламповым усилителем на ГУ-50- Не нужны будут клавиатуры, мышки (кроме лабораторных мучениц), игровые манипуляторы. Придет единый интерфейс!

А ведь можно будет подкупать еще и мощности головного мозга - как в 90е приобретали то памяти оперативной дополнительной, то кристалл с большей тактовой частотой- Ну, вот на программах пишется - требует процессор-, оперативную и массовую память-; будут и на приемных требованиях в университет писать, что «софт» такого-то образования может быть запущен на «wetware» не ниже такого-то уровня- Пожалуйте на апгрейд, уважаемые потребители, а к вашим услугам - в добавок к кредитам образовательным - предоставят кредит и апгрейдный, да еще и страховку этого кредита.

Бедные смогут получать апгрейд мозга, особенно интерфейсный, но в некоторых случаях и собственно церебральный, подписав контракты с военным ведомством. Управлять БМП, вертолетом, дроном, наводить пушечно-пулеметную установку или ракету будет быстрее без той задержки, которую вносят нервы и мышцы конечностей. Ну а офицерам неплохо вырастить в мозгу спецпроцессор, который не выжжет электромагнитный импульс. А потом, после увольнения с почетом, все это пригодится и на гражданке-

То есть - биологическая ветвь автоэволюции уже рядом. Уже на лабораторных столах с мышами. Интересно, зовут ли одну из этих мышек Элджерноном? Ведь еще в 1959 году вышел же рассказ Flowers for Algernon-

Источник: www.computerra.ru

Комментарии: