Кeрувaти мaшинaми силoю думки? Як нeйрoкoмп’ютeрні інтeрфeйси мoжуть змінити пoняття «бути людинoю»

Мaтeріaл друкoвaнoгo видання

№ 3 (530)

від 17 січня

«Український тиждень»

Технології часто називають трансформативними. Вільям Кочевар вважає цей термін цілком виправданим. Після аварії Кочевар паралізований нижче від плечового пояса, але може користуватися однією рукою, щоб їсти. Такої незвичайної здатності він набув почасти завдяки вживленим у правицю електродам, які подразнюють м’язи. Але справжня магія міститься вище. Кочевар може керувати рукою лише силою думки. Його намір зробити рух збуджує нейрони ділянки кори мозку, відповідальної за моторику. Ці сигнали приймають імплантанти, вживлені в його мозок, і перетворюються на команди, які надходять до електродів у руках.

Здатність розшифровувати думки таким способом нагадує сюжети нау­ково-фантастичних фільмів чи книжок. Але нейрокомп’ютерні інтерфейси (НКІ) на зразок системи BrainGate, якою користується Кочевар, доводять, що управління силою думки можливе. Учені здатні визначити, які слова чи зображення почули й побачили люди, лише спостерігаючи за активністю певних ділянок мозку. Інформацію можна також зашифровувати й використовувати для стимуляції мозку. Понад 300 тис. людей носять кохлеарні імпланти, які допомагають їм чути, перетворюючи звук на електричні сигнали й надсилаючи їх до мозку. Вчені «впорскують» дані в голови мавп, наказуючи їм виконувати певні дії за допомогою електричних імпульсів.

Темпи досліджень у царині НКІ й масштаби задумів вражають. У США і Кремнієва долина, і армія починають звертати увагу переважно саме на мозок. Facebook мріє про технологію друку безпосередньо з голови (thought-to-text). Стартап Kernel має бюджет $100 млн, який витратить на розробки в галузі нейротехнології. Ілон Маск створив фірму Neuralink. На його думку, людству потрібно вдосконалювати свій мозок, щоб вижити після появи штучного інтелекту. Підприємці вже мріють про світ, у якому люди зможуть спілкуватися за допомогою телепатії один з одним чи з машинами або ж матимуть надлюдські можливості, як-от слух на дуже високих частотах.

Читайте також: Гранти ЄС на українські стартапи. Це вже працює

До цих можливостей, якщо вони колись матеріалізуються, ще не один десяток років. Але вже задовго до їх появи НКІ можуть відкрити шлях до нових надзвичайних прикладних програм. Уявіть собі, що подразнення зорової кори допоможе сліпим бачити, формування нових нейронних зв’язків зцілюватиме потерпілих від інсульту, а спостереження за активністю мозку може виявити ознаки депресії. Перетворивши імпульси ней­ронів на придатний для використання ресурс, НКІ можуть змінити саме уявлення про те, що означає бути людиною.

Думати чи відчувати

Скептики лише зневажливо кривлять­­ся. Перенести медичні НКІ з лабораторії на клінічну практику виявилося дуже важко. Систему BrainGate, якою користується Кочевар, розробили понад 10 років тому, але випробувало її лише кілька людей. Ще важче уявити перетворення імплантів на споживчі товари. На шляху до масового виробництва стоять три нездоланні бар’єри: технологічний, науковий і комерційний.

Почнімо з технологій. При неінвазивних прийомах на зразок електроенцефалограми (ЕЕГ) важко отримати сигнали мозку високої роздільної здатності через перешкоди у вигляді шкіри, кісток черепа та оболонки мозку. Тут вдалося досягнути певних успіхів: створити ЕЕГ-шоломи для ігор у віртуальній реальності або керування промисловими роботами лише силою думки. Але принаймні зараз найсміливіші проекти потребують імплантів, які безпосередньо взаємодіяли б із нейронами. Крім того, вже наявні пристрої мають чимало недоліків. Для імплантів потрібні дроти, які проходять крізь череп; вони викликають імунні реакції, взаємодіють із кількома сотнями з 85 млрд нейронів людського мозку. Але все це незабаром може змінитися. Успіхи в царині мінітюаризації та збільшення обчислювальної потужності сприяють розробкам безпечних безпровідних імплантів, які зможуть взаємодіяти вже із сотнями тисяч нейронів. Одні розшифровують електричні сигнали мозку, інші експериментують зі світлом, магнетизмом та ультразвуком.

Читайте також: Максим Стріха : У питанні довіри до науки Україна перебуває в низькій точці порівняно із Заходом

Але варто лише подолати технологічний бар’єр, як одразу виникає інший. Мозок досі залишається незвіданою територією. Учені мало знають про те, як саме він працює, особливо коли йдеться про складні функції на зразок запам’ятовування. Дослідження із залученням тварин пішли вперед, але досліди на людях усе ще є проблемою. Проте навіть зараз де­які ділянки мозку, як-от моторна кора, вже краще вивчені. Зрештою, повне знання також не завжди потрібне. Машинне навчання може розпізнавати моделі нейронної активності. Сам мозок надзвичайно легко вчиться керувати НКІ. А нейротехнологія відкриватиме нові й нові таємниці мозку.

Як зайва дірка в голові

Третя перепона — практичні бар’єри на шляху до комерціалізації. На схвалення медичних пристроїв потрібно багато часу, коштів і фахових знань. А споживчі додатки стануть успішними тільки в тому випадку, якщо виконуватимуть необхідну для людини функцію. Деякі з додатків для НКІ непотрібні. Наприклад, якісний голосовий асистент — це кращий спосіб безконтактного набору тексту, ніж мозковий імплант. Також важко уявити собі натовпи споживачів у черзі на операцію, що передбачатиме розріз черепа. Проте мозкові імпланти вже стали звичним засобом лікування певних станів. Близь­­ко 150 тис. осіб отримують стимуляцію глибинних ділянок мозку електродами для гальмування хвороби Паркінсона. Як свідчать лазерні операції на оці, хірургічне втручання за бажанням пацієнта може стати звичною справою.

Усе це наштовхує на думку, що шлях до майбутнього, як його уявляють першопрохідці нейротехнологій, важкий, але можливий. Коли до проблеми (хоч би якою складною вона була) береться людський геній, нерозумно робити ставки проти нього. За кілька років технологічний прогрес може відкрити нові канали комунікації з мозком. Багато додатків-першопрохідців однозначно перспективні й обіцяють відновлення здатності рухатися, бачити, чути тощо. Але якщо використовувати технології для розширення меж людських можливостей (чи то для військових цілей, чи для споживачів), то тут виникає чимало застережень.

Очевидна проблема — порушення права на конфіденційність: із новими технологіями «внутрішній голос» зможуть почути й інші. Ще одна — безпека: якщо з мозком можна буде контактувати через інтернет, з’явиться й загроза неавторизованого проникнення в такий контакт. Третя — нерівність: доступ до надлюдських когнітивних можливостей може дістати лише еліта, яка прагнутиме панувати вічно. Спеціалісти з етики вже шукають відповіді на питання ідентичності й втручання, які виникають при появі в нейронній системі машини.

Ці питання не можна назвати невідкладними. Але важливо й те, що їх не можна також назвати чистою фантазією. Технологія змінює життя людини. Новий рубіж уже вимальовується під черепом.

© 2011 The Economist Newspaper Limited. All rights reserved

Переклад з оригіналу здійснено «Українським тижнем», оригінал статті опубліковано на www.economist.com