ВЗЛОМАТЬ МОЗГ. Чтение и внедрение мыслей как близкая реальность
Neil Conway, 2009
ОТ РЕДАКЦИИ: Пентагон обещает в самом скором времени создать чип-имплант, способный преобразовывать сигналы всех нейронов мозга в двоичный код. А это значит, что не только чтение и корректирование мыслей перестанет быть фантастикой, но и куда более жуткие и прекрасные вещи, о которых подробно рассказывает lexpartizan. Идея Пентагона состоит в том, чтобы подключать мозг человека напрямую к специализированному суперкомпьютеру, а на практике это можно будет использовать во многих областях, включая конструирование, науку и здравоохранение. Какие еще существуют программы по интеграции человеческого и искусственного разума и многого ли они достигли?
Считывание информации с мозга
Врач и нейрофизиолог Родриго Киан Кирога демонстрировал испытуемым на экране своего ноутбука подборку широко известных зрительных образов, среди которых были как популярные личности, так и знаменитые сооружения, вроде оперного театра в Сиднее. При показе этих картинок в мозге наблюдалась электрическая активность отдельных нейронов, причем разные образы «включали» разные нервные клетки. Например, был установлен «нейрон Дженнифер Энистон», который «выстреливал» всякий раз, когда на экране возникал портрет этой актрисы романтического амплуа. Какое бы фото Энистон ни демонстрировали испытуемому, нейрон «её имени» не подводил. Более того, он срабатывал и тогда, когда на экране появлялись кадры из известного сериала, в котором актриса снималась, пусть даже ёе самой в кадре не было. А вот при виде девушек, лишь похожих на Дженнифер, нейрон молчал. Это означает, что по активности этого нейрона можно определить, когда пациент думает о Дженифер Энистон.
А это уже чтение мыслей и никак иначе. Оно возможно. И достижимо.
А совсем недавно учёные научились даже распознавать картинки, которые показывают пациенту. Нет, к сожалению, растровое изображение из мозга не вытянули, а всего лишь навсего смогли отличить одну картинку от сотни других, но и то хлеб.
А тем временем, во время обычной операции на мозге пациенту наклеили плёнку из электродов, что улучшило управление протезом.
Наличие 128 крошечных электродов на плёнке позволило учёным увидеть, какие именно части мозга пациента задействовались в работе, когда его просили совершить сгибательные движения каждым пальцем руки, один за одним.
Click to viewЭта методика теоретически может позволить управлять роботами или военной техникой со скоростью мысли, без всяких интерфейсов, ручек и рычагов управления. Чем и занят Пентагон.
Методы воздействия на мозг
Мозг можно не только читать, в него можно и писать.
Эксперимент, ещё в 2007 году проведённый в США, позволил ученым приблизиться к созданию нового типа протезов глаза, предназначенного для более широкого круга больных, чем активно разрабатываемые сейчас протезы сетчатки. Электроды, вживленные исследователями в таламус мозга обезьян, смогли воспроизвести воздействие света на зрительный анализатор. Сотрудники Медицинской школы Гарварда обучили подопытных обезьян следить за перемещениями световой точки на экране. Затем в латеральное коленчатое тело таламуса головного мозга животных вживляли один или два электрода, имитирующих сигнал, поступающий в таламус от светочувствительных рецепторов сетчатки.
По данным ученых, при стимуляции зрительных центров электрическими импульсами зрачки обезьян перемещались точно так же, как если бы они продолжали следить за реальной световой точкой, хотя на самом деле никакой точки перед их глазами не было. На следующем этапе исследования ученые планируют аналогичным образом смоделировать движения сразу нескольких точек. Это позволило бы формировать в зрительных центрах образы вертикальных и горизонтальных линий.
А ещё более древние эксперименты (2003 год) позволяли справляться с хронической болью. Электроды, внедрённые в мозг, помогают пациентам справиться с непрекращающейся болью.
Современные исследования же утверждают, что можно не только лечить болезни, но и «прокачать параметры». Например, память.
«В США рассказали о промежуточных результатах эксперимента по вживлению электродов в мозг - представители Агентства передовых оборонных исследовательских проектов (то самое DARPA в Пентагоне) утверждают, что им удалось улучшить память участников опыта. Во время операции ученые имплантировали небольшие массивы электродов в области мозга, участвующие в формировании простых воспоминаний - событий, мест, объектов. Кроме того, электроды вживили в зоны мозга, участвующие в формировании пространственной памяти и навигации. В эксперименте участвовали несколько десятков человек, страдающих неврологическими расстройствами. В итоге исследователи смогли не только записать и интерпретировать сигналы, в виде которых хранятся воспоминания в мозге, но и улучшить возможность пациентов запоминать целые списки объектов» - пишет Business insider.
Память можно также улучшить и посредством магнитного воздействия.
«Учёные Северо-западного университета США, кажется, нашли способ увеличить производительность памяти у здоровых людей с помощью неинвазивной стимуляции определённых областей мозга электромагнитными импульсами. Данное исследование проливает свет на нейронные сети, которые хранят воспоминания, и может привести к созданию терапии для людей с дефицитом памяти.
Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) становится всё более популярным способом лечения психических расстройств, мигрени, депрессии. Учёные ещё не понимают, как это работает, но эффект очевиден.
После прохождения добровольцами базового теста памяти, команда начала сессии стимуляций мозга: по 20 минут ежедневно. Во время эксперимента учёные показывали добровольцам пары из фотографий лиц людей и подписанных под ними слов, которые испытуемые должны были запомнить. Через несколько секунд учёные демонстрировали те же самые снимки без подписей и просили участников эксперимента вспомнить связанные с ними слова. Перед каждым сеансом исследователи прикрепляли к темени каждого добровольца коробочку, которая в половине случаев содержала магнитный стимулятор (в другой половине случаев она была муляжом, чтобы различать самовнушение и эффективность работы прибора). Устройство включали на 20 минут ежедневно, магнитные импульсы посылались к задней части черепа. Расположение прибора несколько отличалось у всех испытуемых, так как у каждого человека связи между теменной корой и гиппокампом уникальны. Через 5 дней участникам дали 24-часовой перерыв в стимуляции и снова провели тестирование памяти. Люди, получившие ТМС, улучшили свои показатели на 20-25%, а вот те, кого стимулировали муляжом, не продемонстрировали никакого улучшения.
Сканирование мозга также показало увеличение количества связей между гиппокампом и теменной корой (на 17-48%). Причём чем больше эти два региона работали вместе, тем лучше люди выполняли тест» - докладывает Science.
То есть, мы видим стимуляцию образования новых связей в мозгу.
Обучаемость и шапочка из фольги
Сайт Vesti.ru рассказывает, как неврологи из университета Вандербильда создали настоящую «думательную шапочку»: «Учёные заметили, что транскраниальная стимуляция мозга постоянным током (когда воздействие осуществляется через кости черепа) позволяет избирательно манипулировать способностями человека к обучению, и что эти способности можно улучшать или ухудшать в зависимости от направления электрического тока, проходящего через голову испытуемого.
При анодной стимуляции (от макушки к одной из щёк) у 75% испытуемых всплеск отрицательного напряжения медиальной лобной коры был в два раза выше, чем в первоначальном случае (до стимуляции). На поведении это также сказалось: по мере выполнения задания люди делали значительно меньше ошибок, чем после мнимой стимуляции. Катодная стимуляция (от щёк к макушке), в свою очередь, дала ровно противоположный эффект. Всплеск был крайне низок, а добровольцы делали массу ошибок и дольше обучались. Сами испытуемые ничего не замечали. Эффект от стимуляции длился, к сожалению, около 5 часов».
Прокачка математических способностей
В 2007 году Рой Коэн Кадош и его команда из Оксфордского университета выяснили, какая область мозга виновата в появлении нарушении способности к счёту у 20% людей.
«В 2010 году учёные представили методику транскраниальной стимуляции постоянным током, которая помогла людям запоминать и анализировать различные символы и цифры. О своём исследовании специалисты написали в статье в журнале Current Biology.
Позднее в другом исследовании та же команда показала, что стимуляция мозга улучшает работу одних отделов за счёт других.
Сегодня Коэн Кадош и его коллеги представили аналогичную методику, которая поможет людям улучшить их математические навыки. Немаловажно, что эффект от процедуры довольно длительный.
Для испытания технологии был проведён эксперимент с участием 25 добровольцев, чьи способности к математике были изначально одинаковыми, а средний возраст был порядка 20 лет. Первой группе (шесть мужчин и семь женщин) провели транскраниальную стимуляцию беспорядочным шумом (TRNS), поместив электроды на поверхность черепов людей. Электроды в течение 20 минут посылали флуктуирующий сигнал префронтальной коре головного мозга, стимулируя работу её нейронов.
Вторая группа (шесть мужчин и шесть женщин) была контрольная. Участникам эксперимента также прикрепили к черепу электроды, но сигнал посылался на очень короткий срок (о чём они, естественно, не знали).
Процедура проводилась каждый день на протяжении пяти дней. По окончании сеансов представители первой группы показали намного лучшие результаты тестирования, чем добровольцы из контрольной группы. Если в первый день разницы было почти не видно, то в последующие дни они производили вычисления вдвое быстрее и в пять раз лучше запоминали различные символы и таблицы. Через полгода после последней процедуры тестирование повторили. Добровольцы из первой группы по-прежнему справлялись с заданиями быстрее, но теперь уже на 28%» - рассказывает об эксперименте сайт Vesti.ru.
Живые электроды
Однако, вернёмся к нашим баранам электродам. Конечно, никто не собирается сверлить себе тыкву, чтобы повелевать айфоном. Поэтому разрабатываются более гуманные способы доставки электродов в мозг.
Поэтому учёные решили доставлять электродную сетку с помощью кровеносных сосудов. Такой сеткой является является аналог медицинского стента. Электрод stentrode, размером со спичку, который был разработан группой австралийских ученых, может быть просто введен в вену, входящую в состав кровеносной системы головного мозга.
Электрод сделан из нитинола и когда доходит до нужного места - принимает свою запрограммированную форму и врастает в стенки вены. Тонкие провода, которые остаются в вене и подходят к беспроводному передадатчику, имплатированному в грудной мышце, меня, честно говоря, крайне смущают. Полосы пропускания сигналов таким электродом достаточно для обеспечения съема электрических сигналов от 10 тысяч отдельных нейронов. В течении нескольких дней, пока электрод не врастёт в вену, датчик выдаёт крайне нестабильный и зашумленный сигнал, однако позже качество сигнала приближается к имплантированной электродной сетке. Отторжения нет. Овца с датчиком чувствует себя хорошо. В 2017 планируются испытания на парализованных добровольцах.
Нанороботы для всех
Это кажется фантастикой, но, похоже, это уже реальность. А ж не верится. Неужто началось?
Discovery рассказал, как группа исследователей-медиков из Международного университета Флориды в Майами разработала способ установления своего рода прямого «беспроводного соединения» с нейронами головного мозга при помощи специальных наночастиц, которые в количестве 20 миллиардов штук были введены в мозг подопытного животного.
«Магнитоэлектрические наночастицы (magnetoelectric nanoparticle, MEN), введённые в мозг подопытных грызунов, обладают рядом специальных свойств. Они достаточно малы для того, чтобы они могли приблизиться непосредственно к внешней оболочке нейронов на расстояние, позволяющее им реагировать на электрические сигналы нервных импульсов. Эти частицы могут быть активированы при помощи внешнего магнитного поля, производя свое собственное электрическое поле, воздействующее на расположенные рядом нейроны. И это электрическое поле наночастиц может объединять непосредственно с электрическим полем нейронных сетей, вмешиваясь в их функционирование.
«Когда MEN-частицы подвергаются воздействию низкочастотного магнитного поля, они производят свое собственное локальное электрическое поле, частота которого совпадает с частотой магнитного поля» - рассказывает Сахрат Хизроев, ведущий исследователь, - «Это электрическое поле объединяется с полем нейронной сети, позволяя вмешиваться извне в работу ее «электрической схемы».
Используя такой подход, исследователи успешно реализовали технологию доставки лекарственных препаратов в строго определенные участки головного мозга. роме этого, MEN-частицы могут быть использованы для создания нового типа прямого интерфейса между мозгом и компьютером. Обратная связь в таком случае получается за счет измерений магнитных полей, создаваемых наночастицами в ответ на электрические сигналы, проходящие по нейронным сетям».
А теперь представим маленьких нанороботов, которые имеют возможность двигаться (как спермобот по команде), умеют подключаться к нейронам, умеют получать химическую энергию из крови по необходимости и подключаться к ближайшим нейронам и путешествовать по организму с кровотоком.
Как сделать нанороботов? С помощью электронного микроскопа, например. Ведь это нано-3D-принтер. Электронные микроскопы производят на Украине, в Сумах. Кроме того, электронные микроскопы необходимы для электронной промышленности. В общем, «Сеть Нанотех», одна из самых моих любимых повестей, потихонечку действительно становится реальностью.
В чём опасность всего этого?
Взлом мозга хакерами или правительством. Представляете, когда правительство сможет срать в мозги не через зомбоящик, а получать быдло, отключая критические участки мозга напрямую? Чтение мыслей, мыслепреступления и так далее.
А в чём прелесть?
Ремонт мозга, прокачка параметров, виртуальная реальность и обмен ощущениями. Запись эмоций и многое другое. При этом для этого не нужна будет сегодняшняя техника. Вы сможете есть полезных насекомышей, а чувствовать рябчиков с ананасами. Полная виртуальная реальность не несёт больших расходов, потреблядство и нелепое растрачивание ограниченных ресурсов исчезает (вместе с капиталистической экономикой, ведь никому больше не нужны машины и прочий хлам), но появляется гедонизм (удовольствия ничего не стоят, а мы помним, что случилось с обезьяной, имевшей электрод в центре удовольствий), отказ от реальности и ленивое исчезновение.