Новости

Мозговой чип: зачем и кому он нужен

Metro выясняет, чего ожидать от набирающей популярность технологии
Эксперты считают, что использование мозговых имплантатов может быть рискованным, но преимущества перевешивают это. Фото iStock
Эксперты считают, что использование мозговых имплантатов может быть рискованным, но преимущества перевешивают это. Фото iStock
Эксперты считают, что использование мозговых имплантатов может быть рискованным, но преимущества перевешивают это. Фото iStock
Эксперты считают, что использование мозговых имплантатов может быть рискованным, но преимущества перевешивают это. Фото iStock1/2

В настоящее время сразу несколько стартапов работают над специальными мозговыми имплантатами, которые можно было бы использовать для исследований и помощи людям с ограниченными возможностями.

Имплантируемые в человеческое тело чипы в последние годы стали начали набирать популярность. Однако сейчас учёные рассматривают возможность внедрения их в человеческий мозг. Так, генеральный директор SpaceX и Tesla Илон Маск недавно заявил, что его стартап Neuralink завершит работу над имплантом, внедряемого в мозг, "в течение года". Заявления Маска привлекли особое внимание к технологии, которая может быть использована не только для изучения нашей нервной системы, но также для развлечения и даже для лечения некоторых заболеваний. Соучредитель Facebook Марк Цукерберг  также вступил в гонку по разработке мозговых чипов, которые смогут переводить мысли в команды для компьютеров и других устройств.

Недавно группа учёных из Института Фрэнсиса Крика (Великобритания), Стэнфордского университета (США) и Университетского колледжа Лондона (Великобритания) провела исследование, во время которого обнаружила новый метод регистрации активности мозга. Это оказалось возможным благодаря небольшому чипу, способному посылать электрические сигналы в конкретные области мозга.

– Это станет чрезвычайно полезной методикой для всех исследований в области нейробиологии, в которых исследователи должны записывать данные большого количество нейронов. Это также позволит стимулировать клетки, имеющие важную роль для изучения работы нейронной сети, – рассказал Metro Андреас Шефер, профессор нейробиологии в Университетском колледже Лондона и руководитель Лаборатории нейрофизиологии и поведения в Институте Фрэнсиса Крика.

И хотя эта технология обладает огромным потенциалом, существуют опасения, что она может быть слишком инвазивной и даже опасной, поскольку требует хирургического вмешательства. Эксперты признают, что процедура может быть рискованной, но уверены, что преимущества перевешивают риски.

– Имплантация электродов, конечно, опасная операция. Однако хирургические технологии сильно продвинулись вперёд. Кроме того, ранее уже использовались другие имплантаты – например, у пациентов с эпилепсией. Во многих случаях (паралич, слепота, глухота) потенциальные преимущества перевешивают риски, – поделился с Metro Михай Колло, научный сотрудник лаборатории нейрофизиологии и поведения в Институте Фрэнсиса Крика и старший научный сотрудник Университетского колледжа Лондона.

Михай Колло,
аспирант лаборатории нейрофизиологии из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне и старший научный сотрудник Университетского колледжа Лондона

Расскажите о регистраторе мозговой активности, над которым вы сейчас работаете.
– Мы разработали CHIME – метод, позволяющий регистрировать и контролировать активность огромного количества нейронов (от тысяч до миллионов) благодаря очень маленькими электродам, размером примерно с пятую часть толщины человеческого волоса. Они могут быть имплантированы в мозг без причинения серьёзного ущерба. Подобные методы использовались и раньше, но до сих пор все они могут масштабироваться только до сотен нейронов. Ключевым новшеством в нашей методике является использование CMOS-чипов, подобных тем, что имеются в камерах мобильных телефонов. В течение последнего десятилетия эти типы чипов развивались очень быстрыми темпами и теперь мы можем использовать их мощность для нейро-компьютерного интерфейса.

Для чего его можно использовать?
– Наша главная цель – лучше понять человеческий мозг. Информация в нашем мозге распределяется по различным участкам: каждая информация, мысль и чувство распределены по большому количеству нейронов. Чтобы понять, что эти нейроны "говорят", нам нужно наблюдать за огромным количеством на очень высокой скорости: распределение импульсов идёт в миллисекундном масштабе времени. Понимание работы мозга поможет нам понять, как лечить неврологические заболевания и расстройства психики. Другое потенциально возможное применение – нейропротезирование. Например, слепые люди, не имеющие функционирующих глаз и сетчатки, могли бы видеть с помощью имплантированного устройства в их зрительную кору. Или парализованные люди могли бы использовать его для управления роботизированными протезами с помощью своих мыслей.

Недавно Илон Маск заявил, что мозговые имплантаты можно использовать для потоковой трансляции музыки. Возможно ли это?
– Недавно был начат ряд подобных нейротехнологических проектов, и то, что делаем мы, очень близко к проекту Neuralink. Разница в том, что мы используем технику, которая позволяет создавать очень масштабируемые чипы, и в электродных материалах. С устройством, подобном нашему, потоковая передача музыки в мозг действительна возможна. Лично я бы не стал делать операцию на мозге, чтобы слушать музыку или смотреть Netflix, но я уверен, что есть люди, которые более склонны к риску.

Четыре возможных применения мозговых имплантатов

Слушать музыку
Чип, который в настоящее время разрабатывается компанией Neuralink, обещает пользователям возможность передавать музыку непосредственно в мозг, минуя слуховые органы.

Создание и изменение воспоминаний
Исследователи из Мельбурнского королевского технологического университета в Австралии разработали чип, имитирующий работу человеческого мозга. Устройство воспроизводит процесс работы нейронов по хранению и удалению информации.

Увеличение объема памяти
В 2018 году исследовательская группа, возглавляемая доктором Робертом Хэмпсоном, неврологом из Медицинской школы Университета Уэйк Форест, сообщила об успешном использовании электрических сигналов, передаваемых в мозг через имплантированные провода, для повышения памяти небольшой группы испытуемых пациентов.

Управление компьютерами и другими устройствами
За последнее десятилетие несколько парализованных пациентов получили мозговые имплантаты, позволяющие им перемещать компьютерный курсор или управлять роботизированными руками. Однако эти чипы по-прежнему недоступны для коммерческого использования.

По данным исследовательского центра Pew Research Center, 9% американцев с большим энтузиазмом относятся к мозговым имплантам, в то время как 28% крайне обеспокоены подобной перспективой.