В классическом фильме 1987 года «Робокоп» погибший детройтский полицейский Алекс Мёрфи возрождается в виде киборга. У него роботизированное тело и полноценный интерфейс «мозг-компьютер», который позволяет ему управлять своими движениями силой мысли. Он может получать доступ к онлайн-информации, например, к лицам подозреваемых, использовать искусственный интеллект (ИИ) для обнаружения угроз, а его человеческие воспоминания интегрированы с машинными.
Примечательно, что ключевые механические роботизированные технологии, показанные в фильме, сейчас почти реализованы такими компаниями, как Boston Dynamics с их бегущим и прыгающим Атласом и Kawasaki с новым четвероногим Корлео. Кроме того, мы наблюдаем роботизированные экзоскелеты, которые позволяют парализованным пациентам ходить и подниматься по лестнице, реагируя на их жесты.
Разработчики отставали в создании интерфейса, в котором электрические импульсы мозга могли бы взаимодействовать с внешним устройством. Однако и здесь ситуация меняется.
В последнем прорыве исследовательская группа из Калифорнийского университета представила мозговой имплантат, который позволил женщине с параличом транслировать свои мысли через ИИ в синтезированный голос с задержкой всего в три секунды.
Концепция интерфейса между нейронами и машинами уходит корнями гораздо дальше, чем «Робокоп». В XVIII веке итальянский врач Луиджи Гальвани обнаружил, что при пропускании электричества через определённые нервы в ноге лягушки она дёргается. Это положило начало всему изучению электрофизиологии, которая рассматривает, как электрические сигналы влияют на организмы.
Первоначальные современные исследования интерфейсов «мозг-компьютер» начались в конце 1960-х годов, когда американский нейробиолог Эберхард Фетц подключил мозги обезьян к электродам и показал, что они могут двигать иглу прибора. Однако, несмотря на обнадеживающий потенциал, человеческий мозг оказался слишком сложным для быстрого развития этой области.
Мозг постоянно думает, учится, запоминает, распознаёт закономерности и декодирует сенсорные сигналы, не говоря уже о координации и движении нашего тела. Он работает примерно на 86 миллиардах нейронов с триллионами связей, которые постоянно обрабатываются, адаптируются и эволюционируют в процессе, называемом нейропластичностью. Другими словами, здесь есть над чем подумать.
Большая часть недавних успехов основана на достижениях в нашей способности картографировать мозг, определяя различные области и их активность. Ряд технологий может создавать подробные изображения мозга (включая функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) и позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ)), в то время как другие отслеживают определённые виды активности (включая электроэнцефалографию (ЭЭГ) и более инвазивную электрокортикографию (ЭКоГ)).
Эти методы помогли исследователям создать невероятные устройства, включая инвалидные коляски и протезы, которыми можно управлять силой мысли.
Но если эти устройства обычно управляются с помощью внешнего интерфейса, такого как ЭЭГ-гарнитура, имплантаты чипов являются совершенно новым направлением. Они стали возможными благодаря достижениям в области ИИ-чипов и микроэлектродов, а также глубинных нейронных сетей, которые лежат в основе современных ИИ-технологий. Это позволяет быстрее анализировать данные и распознавать закономерности, что вместе с более точными сигналами мозга, получаемыми с помощью имплантатов, позволяет создавать приложения, работающие практически в реальном времени.
Например, новый имплантат Калифорнийского университета основан на ЭКоГ — методе, разработанном в начале 2000-х годов, который фиксирует закономерности непосредственно с тонкого слоя электродов, размещённых непосредственно на кортикальной поверхности мозга человека.
В этом случае сложные закономерности, зафиксированные имплантатом из 253 высокоплотных электродов, обрабатываются с помощью глубокого обучения для получения матрицы данных, из которой можно декодировать любые слова, которые думает пользователь. Это улучшает предыдущие модели, которые могли создавать синтетическую речь только после того, как пользователь заканчивал предложение.
Neuralink Илона Маска позволяет пациентам управлять курсором компьютера с помощью аналогичных методов. Однако стоит подчеркнуть, что нейронные сети глубокого обучения позволяют создавать более сложные устройства, которые опираются на другие методы мониторинга мозга.
Наша исследовательская группа из Ноттингемского университета Трента разработала доступный считыватель мозговой активности с использованием готовых компонентов, который позволяет пациентам, страдающим от таких заболеваний, как полностью заблокированный синдром (CLIS) или болезнь двигательных нейронов (MND), отвечать «да» или «нет» на вопросы. Также существует потенциал для управления компьютерной мышью с помощью той же технологии.
#### Будущее мозговых имплантатов
Ожидается, что прогресс в области ИИ, производства чипов и биомедицинских технологий, который позволил добиться этих достижений, будет продолжаться в ближайшие годы, что должно привести к дальнейшему совершенствованию интерфейсов «мозг-компьютер».
В ближайшие десять лет мы можем ожидать появления новых технологий, которые предоставят людям с ограниченными возможностями независимость, помогая им легче передвигаться и общаться. Это предполагает улучшенные версии технологий, которые уже появляются, включая экзоскелеты, управляемые силой мысли протезы и имплантаты, которые переходят от управления курсорами к полному управлению компьютерами или другими машинами. Во всех случаях речь будет идти о балансе между нашей растущей способностью интерпретировать высококачественные данные мозга и инвазивностью, безопасностью и стоимостью.
Я ожидаю, что многие возможности Робокопа, включая внедрённые воспоминания и встроенные обученные навыки с поддержкой подключения к интернету, появятся в среднесрочной и долгосрочной перспективе. Мы также можем ожидать высокоскоростной коммуникации между людьми через «мозговой Bluetooth».
Также станет возможным создать Человека на шесть миллионов долларов с улучшенным зрением, слухом и силой, имплантировав нужные датчики и связав нужные компоненты для преобразования сигналов нейронов в действие (актуаторы). Без сомнения, появятся и новые приложения по мере того, как наше понимание функций мозга будет расти.
Очевидно, что вскоре станет невозможно откладывать этические соображения. Может ли наш мозг быть взломан, а воспоминания внедрены или удалены? Можно ли контролировать наши эмоции? Придёт ли день, когда нам придётся обновлять программное обеспечение нашего мозга и перезагружать его?
С каждым шагом вперёд подобные вопросы становятся всё более актуальными. Основные технологические препятствия по сути устранены. Пришло время начать думать о том, в какой степени мы хотим интегрировать эти технологии в общество, и чем раньше, тем лучше.
Амин Аль-Хабаибех, профессор интеллектуальных инженерных систем Ноттингемского университета Трента.
Эта статья перепечатана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Читайте оригинальную статью.
Добавить комментарий