Мозговой чип: зачем и кому он нужен

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.

Микрочипы могут помочь человечеству выжить

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.

Компания Илона Маска разработала устройство, соединяющее мозг человека с компьютером

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.

"Чипирование по Маску": что будет делать устройство в теле человека

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.