Имплантаты для перемещения протезов и сбора лайков в Facebook. Мозговые интерфейсы
Хосе Мануэль Родригес Дельгадо в 1963 году продемонстрировал, как агрессивное поведение можно подавить с помощью радиоуправляемого мозгового имплантата. В демонстрации он использовал разъяренного быка. Мозговые имплантаты с дистанционным управлением, по мнению Дельгадо, могли бы обуздать нежелательное поведение и создать «психоцивилизованное общество».
Звучит крайне подозрительно. Неудивительно, что перспектива манипулирования человеческим разумом с помощью мозговых имплантатов и радиолучи вызвали волну опасений и протестов в последующие годы. Поэтому исследования такого рода во многом официально заблокированы. Однако в последнее время возродилась работа над интерфейсами мозга (1) с использованием еще более передовых технологий. Лазерные лучи, ультразвук, электромагнитные импульсыСегодня можно получить доступ к электрической активности в мозге и манипулировать ею гораздо более изощренным способом, чем электроды-иглы Дельгадо, воткнутые в мозг животных, путем мягкой стимуляции переменным и постоянным током и другими методами.
Миллиардеры Илон Маск из Tesla и являются самыми известными пропагандистами исследований в этой области. Они тратят миллионы долларов на разработку технологии интерфейса мозг-компьютер (BCI). Маск говорит, что хочет создать «сверхинтеллектуальный слой» в человеческом мозгу, чтобы защитить себя. Сообщается, что Цукерберг хочет, чтобы пользователи социальных сетей могли отправлять (как следует понимать, в Facebook) свои мысли и эмоции без необходимости печатать.
Медицина и игры
Видео, опубликованное Neuralink весной 2021 года, показывает Пейджер, обезьяна вида макакакоторым были имплантированы чипы Neuralink в мозг (2). Воодушевленный банановым смузи, доставленным через соломинку, Пейджер использовал джойстик для игры, калибруя связь. Затем, когда исследователи сказали ему сыграть в понг, джойстик убрали, и Пейджер играл в игру только своими мыслями.
2. Обезьяна с чипом Neuralink играет в видеоигру с BCI.
Операция по имплантации чипа Neuralink она должна быть настолько точной, чтобы ее полностью изготавливала специально построенная машина. Они работают, улавливая сигналы от электродов в моторной коре головного мозга, которые координируют движения кистей и рук. Отслеживая эту активность и затем передавая ее алгоритму декодера, системы могут предсказывать предполагаемые движения рук в режиме реального времени. После калибровки сигналы декодера перемещают курсор на экране без необходимости использования контроллера. Вы даже можете откалибровать его, представляя движения рук.
Потенциальные применения этой технологии потенциально могут улучшить качество жизни многих людей с болезнью Альцгеймера, деменцией, травмами спины и многим другим. Эта технология при использовании в гарнитуре виртуальной реальности может привести к невероятному погружению. Конечно, он все еще существует много проблем с Neuralink. Во-первых, и это наиболее очевидно, это, несомненно, будет очень дорого и агрессивно. Большинство людей могут не захотеть иметь его, потому что им придется пройти операцию, чтобы его имплантировать. Тем не менее, это прорывная технология, которая может иметь огромные последствия в ближайшие десятилетия.
В конце прошлого года китайская больница Жуйцзинь в Шанхае объявила, что ее проект имплантируемого в мозг чипа для нейромодуляционного лечения пациентов с депрессией прошел этическую экспертизу и что она будет набирать пациентов для дальнейших исследований. Нейромодуляция это использование медицинских устройств для усиления или подавления активности нервной системы путем подачи электрической или фармацевтической стимуляции непосредственно в целевую область. «Мы будем вживлять чипы в мозг пациентов с помощью малоинвазивной хирургии. Затем электрическая стимуляция будет активирована в мозге после анализа на основе искусственного интеллекта», — объясняет Сун Бомин, директор больницы, которую цитирует Shanghai Morning Post. В больнице также сообщили thepaper.cn, что лечили 45-летнего мужчину по имени в 2017 году после того, как другие методы лечения оказались безуспешными, и, согласно этой информации, симптомы депрессии улучшились после трех лет регулярного лечения.
Терапия на основе BCI в больнице Жуйцзинь в основном включает имплантацию устройства глубокой стимуляции мозга (DBS). В использовании устройств DBS нет ничего нового. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило их использование еще в 1997 году при судорожных неврологических расстройствах и в 2002 году при болезни Паркинсона. Первым, кто получил устройство BMI (Brain-Machine Interface), был Натан Коупленд (3 года), американец, сломавший шею в автокатастрофе и лишенный чувствительности ниже грудной клетки. У Коупленда есть четыре матрицы — две в сенсорной коре и две в моторной коре. Он посещает лабораторию три или четыре раза в неделю для проведения экспериментов. Имплантаты позволяли ему управлять некоторыми устройствами только силой мысли, в т.ч. роботизированная рука или компьютерный курсор. Он смог поиграть в некоторые игры.
3. Натан Коупленд — парализованный пациент с вживленными мозговыми имплантатами.
В октябре 2020 года китайский магнат видеоигр и технический инвестор Чен Тяньцяо основал Brain Frontier Lab в рамках более широкого некоммерческого научного проекта TCCI. Лаборатория, расположенная в больнице Хуашань, в настоящее время изучает сигналы мозга крыс для разработки будущих нейронных методов лечения людей. Эта технология больше похожа на технологию z Neuralink чем решение, используемое на объекте Ruijin. Ожидается, что в следующем году проект TCCI, направленный на помощь пациентам с церебральным параличом, получит одобрение для испытаний на людях.
Игровая индустрия проявляет большой интерес к мозговым интерфейсам, о чем свидетельствует еще один пример — генеральный директор известной игровой компании Valve Гейб Ньюэлл сообщил, что его компания работает над гарнитурой для игроков с интерфейсом мозг-компьютер (BCI). ). Valve работает с OpenBCI, компанией, которая производит оборудование для биосенсоров, что Ньюэлл назвал «проектом с открытым исходным кодом, чтобы каждый мог иметь технологии считывания мозговых сигналов с высоким разрешением, встроенные в гарнитуры».
Военные хотят суперистребитель
Военные США выделяют значительные ресурсы на нейробиологические исследования, направленные на расшифровку сигналов мозга. Конечная цель — построить систему, позволяющую солдатам общаться исключительно мысленно. Военное исследовательское бюро США (ARO) обязалось потратить на этот проект 6,25 млн долларов в течение следующих пяти лет, сообщает C4ISRNET. На данный момент нейробиологи ARO говорят, что они научились расшифровывать и отделять нейронные сигналы, управляющие поведением, от остального вывода мозга. Это не просто чтение мыслей, но важный первый шаг к пониманию того, что означают различные сигналы мозга. Следующим шагом будет декодирование других категорий сигналов мозга, чтобы компьютер, наконец, смог интерпретировать ваши мысли.
Военные исследования сосредоточены на создании так называемых «Супер боец» (4) и взлом мозга — один из способов это сделать. Например, группа под руководством профессора Джонатана Морено из Пенсильванского университета проводит эксперименты в рамках исследовательской инициативы Минервы Министерства обороны США, чтобы выяснить, сколько может выдержать мозг солдата.
4. Военные конструкции мозговых интерфейсов
Министерство обороны уже инвестировало средства в ряд проектов, где исследования Минервы актуальны. Военная исследовательская лаборатория, например, финансировала ученых, которые перехватывали и передавали мысли участника о движении персонажа в видеоигре, используя магнитную стимуляцию для отправки этих нейронных инструкций в мозг другого человека и вызывая движение. Также были поддержаны исследования с использованием глубокого обучения и алгоритмов. показания ЭЭГ распознавать «сонливость и бодрствование» человека. Один проект, финансируемый Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), привел к созданию BCI, который позволил женщине с параличом нижних конечностей использовать свой разум для управления инвалидной коляской. Затем они «отсоединили BCI от инвалидной коляски и подключили его к симулятору полета», и женщина взяла на себя управление цифровой версией F-35 через мозговой интерфейс.
DARPA также работало над имплантатами.которые следят за настроением и возвращают мозг в «нормальное» состояние после трудного времени, а также устройства для улучшения памяти. Хотя эти программы имели терапевтические цели, их применение и дальнейшие возможности распространяются на сферу совершенствования — изменение настроения, создание сверхсильных бионических рук, формирование памяти выше среднего.
дла DARPA один из самых известных в мире ученых, занимающихся расшифровкой содержимого мозга, Джастин С. Санчес (5). Сам он описывает свою работу как попытку «понять нейронный код». Для этого он разрабатывает миниатюрные электроды из микропроводников размером с человеческий волос, чтобы вставлять их в мозг. Благодаря им, говорит Санчес, мы сможем «слушать музыку мозга», а конкретнее, например, «какая двигательная интенция у владельца мозга».
Сбор данных об активности, сопровождающей все виды поведения, должен позволить расшифровку сигналов мозга, то есть «чтение мыслей». Это может звучать зловеще, но исследователи в основном имеют в виду людей, которые больны, например, парализованы. Расшифровка двигательных намерений — это управление движениями протезов с помощью вашего разума, что в основном то же самое, что и движение ваших естественных конечностей. Однако Санчес не скрывает, что в его амбиции входит нечто большее, чем просто помощь инвалидам выбраться из плена инвалидных колясок. Возглавляет Бюро биологических технологий, созданное в 2014 году. Одной из целей офиса является «восстановление и поддержание боеспособности» различными средствами, применяя инженерные принципы к биологии нервной системы. Например, в рамках программы «Восстановление активной памяти» разрабатываются нейропротезы, небольшие электронные компоненты, имплантированные в ткань мозга, чтобы препятствовать формированию памяти в мозге, чтобы противодействовать черепно-мозговым травмам.
Запускает ли DARPA секретные программы такого типа? Раньше этим занималось министерство обороны США. Он осуществил, среди прочего испытания на людях, считающиеся неэтичными или даже незаконными, как говорят многие. Бывшие программы этого типа, как описывает Энни Якобсен в своей книге 2015 года «Мозг Пентагона», часто территория, типичная для кинематографических безумных ученых. В рамках проекта Continuous Assisted Performance была предпринята попытка создать «солдата 24/7», который мог обходиться без сна до недели.
Несколько лет назад DARPA также пригласило Джеффа Линга, врача отделения неврологии и интенсивной терапии и армейского офицера, находящегося на действительной службе, присоединиться к Управлению оборонных наук. Программа, благодаря которой Линг стала наиболее известна, называется «Революционное протезирование». С помощью коллег из DARPA, академических и корпоративных ученых Линг и его команда создали то, что когда-то было немыслимо: протез руки, управляемый мозгом. В 2012 году было показано, как парализованная женщина Ян Шойерман кормит себя плиткой шоколада с помощью роботизированной руки, которой она управляет с помощью мозгового имплантата. Это было большое событие. Об этом также сообщил МТ.
У DARPA всегда были более амбициозные цели, чем помощь парализованным. В презентации 2015 года один руководитель программы описал эту миссию как «освободить разум от ограничений даже здорового тела». Миссия состоит в том, чтобы сделать людей чем-то другим, чем мы есть, с силами, превосходящими те, с которыми мы родились, и сверх тех, которых мы можем достичь естественным образом. например, Санчес давно говорил об улучшении памяти с помощью нейроинтерфейса как об альтернативной форме обучения.
Начальная техника протезирования памяти был описан в статье 2013 года ученых из университетов штата Уэйк Форест, Южная Калифорния и Кентукки. Ученые прооперировали одиннадцать крыс. В мозг каждой крысы имплантировали электронную матрицу, состоящую из 16 трубок из нержавеющей стали. Животных разделили на две группы и обучали в течение нескольких недель, причем одну группу обучали более интенсивно, чем другую.
Менее образованная группа научилась простой задаче — достать воду. Более образованная группа выучила сложный вариант того же задания — чтобы достать воду, крысам приходилось настойчиво тыкать носом в рычаги. Когда группа крыс справилась с этой задачей, исследователи экспортировали в компьютер паттерны нейронной активности, зарегистрированные в крысином мозгу, память о том, как выполнить сложную задачу. «Затем мы взяли эти сигналы и дали их глупому животному», — сказал Джефф Линг на встрече DARPA в 2015 году. Это означает, что исследователи взяли нейронные паттерны, кодирующие память о том, как выполнять сложные задачи, зарегистрированные в мозгу более образованных крыс, перенесли эти закономерности на мозг менее образованных крыс. «…и это глупое животное умело выполнять сложную деятельность. Для этой крысы мы сократили период обучения с восьми недель до секунд», — заключил Линг.
В то время как многие исследователи ставят под сомнение эти результаты, предупреждая, что реальность не так проста, Санчес уверен, что если мы расшифровали нейронные сигналы одного человека, их можно передать другому человеку. DARPA финансировало эксперименты на людях под руководством Санчеса в нескольких других университетах, используя аналогичные механизмы в аналогичных отделах мозга. Эти эксперименты не передавали память от одного человека к другому, а вместо этого давали людям «повышение» памяти. Имплантированные электроды регистрировали активность нейронов, связанных с распознаванием образов и запоминанием списков слов в определенных цепях мозга. Затем электроды передавали эти записи нейронной активности обратно в те же цепи в качестве формы усиления. Результатом в обоих случаях стала гораздо лучшая память.
В своей книге «Мозг Пентагона» Энни Якобсен предположила, что исследования DARPA в области нейротехнологий, включая протезирование верхних конечностей, не то, чем кажутся. «Наверное, главная цель DARPA в разработке протезов — дать роботам, а не людям, лучшие руки и руки», — полагает автор.
Однако те исследования DARPA, которые когда-то были уникальными, сегодня сталкиваются с жесткой конкуренцией со стороны и за ее пределами. Некоторые исследователи военного агентства были «куплены» такими компаниями, как Verily, Alphabet (материнская компания Google), которая в сотрудничестве с британским фармацевтическим конгломератом GlaxoSmithKline создала Galvani Bioelectronics для продажи устройства нейромодуляции. Гальвани называет свою деятельность «биоэлектрической медициной». Тед Бергер, инженер-биомедик из Университета Южной Калифорнии, который сотрудничал с исследователями из Уэйк Форест в их исследовании передачи памяти у крыс, стал научным директором нейротехнологической компании Kernel, которая планирует создать «продвинутые нейронные интерфейсы для лечения болезней». и дисфункции, а также осветить механизмы разведки и распространения знаний». Илон Маск также известен своими напряженными усилиями по привлечению ученых DARPA для участия в проекте Neuralink.
Не делайте свой мозг зависимым от машины!
Новая волна исследований по мозговые интерфейсы Однако некритический энтузиазм некоторых влиятельных фигур, таких как Илон Маск, также встречает новую волну критики по более чем этическим причинам.
Перспектива широкого использования мозговые чипы в будущем беспокоит психолога Сьюзен Шнайдерто, что она сказала, среди прочего в интервью журналу «Обозреватель». Уже в 2019 году она заявила, что объединение человеческого разума с искусственным интеллектом, что, по словам Маска, он хочет сделать с помощью нейроимплантата, было бы сродни самоубийству. «Без надлежащего регулирования ваши самые сокровенные мысли и биометрические данные могут быть проданы тому, кто больше заплатит», — говорит Шнайдер в Observer. Зная аппетит Facebook к данным и коммерческий подход Facebook по сравнению с планами Цукерберга, опасения г-жи Шнайдер не так уж беспочвенны. Подключение интернета к мозгу (6) это также связь со всем, от чего мы хотим защитить себя в Интернете, и неясно, сможем ли мы это сделать на этом уровне.
6. Мозг подключен к интернету
Другие специалисты вызывают дополнительные опасения. например, возможность дискриминации и стремление к принудительному конформизму в результате развития этой техники, потому что обнаружение нейронных паттернов может исключать определенных людей или подготавливать их к «перевоспитанию» на уровне мысли. Люди могут попасть в опасную зависимость от технологических магнатов и их машин. Может оказаться, что мы не можем жить нормальной жизнью без протезов памяти или положительных впечатлений мозга, предоставляемых социальной платформой, с которой он соединяется через мысли. Сейчас это звучит абстрактно, но кто-нибудь на протяжении нескольких десятков лет предсказывал депрессию из-за отсутствия лайков в Facebook?
Вот некоторые из гипотетических улучшений, которые могут принести будущие мозговые имплантаты:
1. Восстановление или улучшение зрения. В настоящее время существуют имплантаты сетчатки, которые восстанавливают низкий уровень зрения у людей, ослепленных генетикой. Мы уже знаем, что некоторые сенсорные способности, которых лишены люди, существуют в естественном мире — например, способность видеть в темноте. Поначалу оборудование ночного видения, скорее всего, будет военной инвестицией, но через некоторое время оно может стать коммерчески доступным.
2. Восстановление потерянных воспоминаний. Стимуляция мозга с помощью контролируемой электрической стимуляции имеет много потенциальных преимуществ, а также некоторые уже проверенные неврологические преимущества.
3. “Скачать” новые навыки. Пока неясно, будем ли мы когда-нибудь похожи на Матрицу, но ученые считают, что это не является немыслимым, по крайней мере, не полной научной фантастикой.
4. Лечение депрессии и других психических расстройств. Технология имплантации мозга может помочь в излечении и даже излечении психических заболеваний, таких как депрессия и тревога, без помощи фармацевтических препаратов, которые несут в себе риск зависимости и различных нежелательных побочных эффектов.
5. Повышенная концентрация и бдительность. Мозговые имплантаты могут помочь людям, страдающим неврологическими проблемами, связанными с концентрацией и бдительностью. Сюда входят СДВ/СДВГ, нарколепсия и слабоумие.
6. Успехи в математике. Уже есть исследования, показывающие многообещающие результаты контролируемой стимуляции мозга для улучшения способности человека понимать и выполнять математические операции.
7. Управление любым устройством силой мысли. Теперь ученые могут использовать нейропротезный датчик, чтобы помочь парализованным пациентам управлять роботизированной рукой силой мысли.
8. Ищите в Интернете своим мозгом. Почему бы не получить информацию, которую вы ищете, прямо из Интернета в ваш мозг? Мы могли бы использовать мозговые имплантаты в течение всего дня для многих задач, включая серфинг в Интернете.
