Компьютерно-мозговые интерфейсы для киборгов

Эксперименты по сопряжению электронных устройств и живых нейронов (нейронных сетей) ведутся давно, и сообщения о них периодически попадают в научную и научно-популярную печать. Недавнее сообщение в журнале Nature (14.03.02) "Мгновенное нейронное управление двигательным сигналом" - из этого разряда.

А дело в том, что специалисты из Brown University показали, что при использовании соответствующих фильтров компьютер может адекватно интерпретировать сигналы, при помощи которых клетки мозга управляют движениями конечностей. Для этого в мозг трех макак-резус были имплантированы микрочипы примерно сантиметрового размера, покрытые маленькими шипчиками, которые и регистрировали сигналы небольшой группы моторных нейронов. Затем с помощью специально разработанного алгоритма эти сигналы в реальном времени конвертировались в команды, управляющие движением курсора компьютера (а курсор - это и есть виртуальный заместитель руки, недаром курсоры многих программ выглядят или как вся пятерня, или как кулак с вытянутым указательным перстом). Усреднялись сигналы от 7 до 30 нейронов для оценки, какое движение руки наиболее вероятно хочет сделать обезьяна. Обезьяны одновременно двигали манипулятор и могли наблюдать движение курсора на мониторе. Успешные движения курсора вознаграждались, а это значит, что при манипулировании была задействована психика обезьян.

Однако одна обезьяна очень скоро, похоже, научилась двигать курсор без дублирования движением руки. Пока ученые затрудняются сказать, использовалась при этом чисто нейронная активность или имели место микродвижения мышц.

По словам Mijail Serruya, аспиранта Brown University, одного из инициаторов проекта, им впервые удалось разработать эффективный способ быстрого ("онлайнового") преобразования нейронных сигналов. По мысли исследователей, это поможет парализованным людям управлять электронными приборами, например, компьютером. Такие устройства существуют уже давно, но применяемые в них алгоритмы требуют очень длительного обучения, причем как пациента, так и компьютера. Предложенный алгоритм обещает сделать весь процесс значительно более простым и легким. Однако о сроках внедрения технологии в медицину Mijail Serruya говорить пока не решился.

Кстати сказать, в прошлом году в Duke University, Massachusetts Institute of Technology и The State University of New York Health Science Center был проведен аналогичный эксперимент, в котором нейронные сигналы мозга обезьян использовались для управления конечностью робота. Но в данном случае конечность робота просто копировала движения руки обезьяны, и психика последней в этом никак не была задействована.

Существуют противоречивые мнения относительно того, насколько гуманны такие эксперименты над животными, тем более, высшими, даже с учетом благородных целей помощи страдающим людям.

Но если еще можно сомневаться, что человек произошел от обезьяны (дела давние, трудно проверяемые), то, похоже, обезьяны имеют шансы стать, по крайней мере, косвенными предками грядущих киборгов. А то, что желающие преобразоваться скоро появятся, можно не сомневаться. Об этом свидетельствуют тысячи, прежде всего подростков, изъявивших желание имплантировать себе персональные идентификационные микрочипы, о чем я уже писал недавно ("КВ", № 7, 2002). С раннего детства привыкнув видеть мир через окно своего монитора и не представляя себе жизнь без компьютера или игровых приставок, они будут стремиться ко все более тесной интеграции со своей любимой электроникой.

Но, думается, взрослые тут тоже не отстанут от подростков. О знаменитом "Манифесте киборгов" Доны Хэрэвей я уже как-то рассказывал ("КВ", № 51, 2000). А вот недавно канадская художница Нэнси Нисбет уговорила одного врача вживить ей в запястья по биочипу. А теперь мечтает о том, чтобы снабдить компьютерную мышь специальным сканером, который считывал бы информацию с этих чипов. Эту информацию она предполагает использовать для веб-серфинга. 14 марта осуществилась и мечта известного профессора кибернетики из университета Ридинга (Великобритания) Кевина Уорвика: ему в руку вживили микрочип, непосредственно подключенный к нервным окончаниям. Чип считывает сигналы с нервных волокон, преобразует их в радиосигнал и передает непосредственно на компьютер. Пресса уже поспешила назвать его первым киборгом на Земле.

Так что началось…

Сергей САНЬКО

Версия для печатиВерсия для печати

Номер: 

13 за 2002 год

Рубрика: 

Новые технологии
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!