Подключения мозга к компьютеру имплант
Neuralink — компания Илона Маска по разработке первого в мире малоинвазивного нейрочипа. В апреле 2021-го ученые показали, как макака играет в видеоигру благодаря такому чипу. Разбираемся, почему это важно
Скандал вокруг проекта
За пару дней до презентации в Сети появились неожиданные подробности от одного из бывших сотрудников компании. Он рассказал о конфликте между группой ученых и инженеров.
Главной причиной стали требования Маска ускорить сроки сдачи проекта вопреки всем ограничениям. В итоге тогда проект покинули 6 из 8 научных сотрудников.
Ситуация обострилась из-за неудачных экспериментов над животными. Среди них — подключение 10 тыс. микроэлектродов к мозгу живой овцы и операция на мозге обезьяны. Оба эксперимента проводили с огромным риском для жизни подопытных.
В ответ Neuralink выложила видео, в котором компания показала условия содержания животных и рассказала, что заботится о них и соблюдает все требования.
Что еще можно подключить к мозгу?
Ученые и биотехнологи давно разрабатывают протезы, которые бы могли заменить отдельные участки мозга. Это необходимо при инсультах или заболеваниях мозга — таких как рассеянный склероз, деменция, болезнь Альцгеймера или Паркинсона.
Итог этих разработок — нейропротезы двух типов:
- Роботизированные — управляются электродами, которые имплантируют в мозг. Их вживляют тем, кто полностью парализован и не может управлять своим телом;
- Те, в которых электроды присоединяют к оставшимся нервным окончаниям утраченной конечности. Они помогают людям, которые лишись руки или ноги.
Впервые подобный протез представил в 2012-м невролог Теодор Бергер из США. Правда, испытания проводились только на крысах.
Самый простой протез, который взаимодействует с мозгом — это слуховой аппарат с имплантом, который используют с 1960-х годов. Он использует нейронные связи между ухом и мозгом.
Еще одно важное направление — создание нейропротезов, которые помогут создать новые нейронные связи вместо утраченных. Они посылают нужные сигналы и тренируют мозг, — как тренируют человека, который заново учится ходить после травмы. Это помогает и при тяжелых болезнях, и при проблемах с памятью.
Есть отдельные случаи того, как пациентам вживляли нейроинтерфейсы — или их прототипы — чтобы компенсировать утраченные функции:
Например, 53-летняя парализованная американка, которая, с помощью имплантов в мозге, научилась управлять роботизированной кроватью.
Испанец Нил Харбиссон утратил способность различать цвета. Ему вживили специальную камеру, преобразующую цвет в звук и отправляющую информацию во внутреннее ухо
Американец Натан Коупленд получил серьезную травму позвоночника. С помощью нейрочипа он научился управлять искусственной рукой и даже протянул ее Бараку Обаме на встрече.
Однако все это единичные примеры, и в массовое производство такие интерфейсы не поступали.
Недавно ученые открыли биосинтетический материал, который можно вживлять в мозг человека, чтобы соединить его с искусственным интеллектом. В отличие от многих других, он не отторгается тканями и не оставляет видимых повреждений. Возможно, именно его будут использовать для будущих «киборгов».
На создание действующих нейроимплантов, которые помогут восстанавливать поврежденные участки мозга, ученые отводят еще около 10 лет. Зато импланты, которые используют и расширяют возможности здорового мозга, как мы видим, уже есть. Возможно, с их помощью совсем скоро мы будем управлять не только компьютером или смартфоном, но и всеми устройствами вокруг нас.
Устройство имплантировали в мозг свиньи, а затем успешно извлекли без вреда для животного. В будущем Маск планирует вживлять чипы людям, чтобы лечить различные болезни, в частности паралич и болезнь Альцгеймера
Специалисты компании Neuralink, которую в 2016 году создал Илон Маск, вложивший в стартап более $100 млн, разработали беспроводную версию нейроинтерфейса. Она была успешно имплантирована в мозг двух свиней и затем извлечена без вреда для животных, рассказал Маск во время онлайн-пресс-конференции, проходившей в штаб-квартире Neuralink.
«За последний год мы значительно упростили наши системы: теперь они умещаются в чип, занимающий меньше места, чем монета, и его можно полностью скрыть при имплантации. Он полностью сольется с костью черепа и будет невидимым извне, работая целый день без подзарядки», — заявил изобретатель.
В ходе пресс-конференции Маск показал свинью, в мозг которой вживлен имплант размером с монету (8 мм в диаметре). «Это как Fitbit (фитнес-трекер. — РБК) у вас в черепе с маленькими проводами. Это здоровая и счастливая свинья с имплантом, который стоит уже два месяца и отлично работает», — сообщил предприниматель.
По его словам, установленные чипы позволяют специалистам следить за активностью осязательных центров мозга свиней с помощью беспроводного канала связи, отслеживая то, чего касается животное своим пятачком.
Как отметил Маск, в будущем благодаря этим чипам можно будет лечить паралич, болезнь Альцгеймера и деменцию. «Многие из этих людей не могут управлять даже мускулами на лице, поэтому мы изначально попытаемся научить их общаться с окружающими или управлять работой компьютера через нейроинтерфейс. В более далекой перспективе мы попытаемся полностью вернуть им подвижность, используя наши технологии для обхода поврежденной части позвоночника», — рассказал он.
Говоря о цене устройства, получившего название Link, Маск сказал, что в будущем оно будет стоить несколько тысяч долларов. Предполагается, что Link будет считывать информацию, касающуюся работы мозга, с помощью подключаемых к нему нитей тоньше человеческого волоса. «Думаю, сначала оно будет довольно дорогим, однако цена очень быстро снизится. Думаю, мы хотели бы, чтобы стоимость снизилась до нескольких тысяч долларов, включая проводимую в автоматическом режиме хирургическую операцию», — заявил изобретатель.
Чрезмерный оптимизм и другие ловушки, которые мешают выйти из кризиса
Развитие «без помех»: что говорили аналитики о кризисе 2008 года
Как изменились условия покупки ВНЖ за границей из-за санкций: обзор
Как получить льготную ипотеку: чек-лист для сотрудников ИТ-компаний
Реклама как средство от депрессии: как Kellogg’s пережила рецессию 1930-х
Как меняется актуальность цифровых активов и валют
Когда идеи не лезут в голову: семь тактик раскрытия креативности команды
Какие когнитивные искажения мешают нам в работе с деньгами
Маск зарегистрировал Neuralink в штате Калифорния летом 2016-го. Президентом компании является американский бизнесмен Макс Ходак. В апреле 2017 года Маск сообщил о том, что его новая компания планирует завершить разработку технологии связи человеческого мозга с компьютером и вывести ее на рынок в течение «около четырех лет». Газета The Wall Street Journal писала, что Neuralink наняла для создания этой технологии целый ряд ведущих ученых: специалиста по гибким электродам Ванессу Толоса из Ливерморской национальной лаборатории, профессора Филипа Сабеса из Калифорнийского университета, изучающего, как мозг контролирует движение, и Тимоти Гарднера, профессора Бостонского университета, который известен тем, что имплантирует крошечные электроды в мозг вьюрков, чтобы изучать, как поют эти птицы.
В апреле стало известно о новом проекте основателя Tesla и Space X Илона Маска. Как обычно, его затея выглядит фантастично: он хочет соединить человеческий мозг и компьютер. И на этот раз у него много конкурентов
Neuralink — так называется новая компания Илона Маска, которая займется воплощением нового замысла неутомимого инноватора. Загоревшийся идеей объединить компьютер и человеческий мозг Маск уже поговорил более чем с тысячей специалистов в разных областях — от нейрохирургии до микроэлектроники — и собрал костяк команды, которую сам возглавил в качестве гендиректора. «Neuralink хочет создать человека будущего», — объясняет в блоге Wait But Why журналист Тим Урбан, которому Маск доверил честь подробно рассказать миру о новом проекте.
Цель Neuralink — разработка технологии neural lace («нейронное кружево»), с помощью которой можно будет имплантировать в человеческий мозг крошечные электроды. Таким образом, между человеком и компьютером не будет больше посредника в виде клавиатуры, компьютерной мыши или тачскрина, их заменит нейрокомпьютерный интерфейс.
В ближайшее время эта технология, по замыслу создателей, будет использоваться для улучшения памяти или устранения последствий повреждения мозга. «Наша цель — через четыре года вывести на рынок что-то, что поможет людям со сложными мозговыми травмами», — заявил Маск.
Но его фантазия летит дальше: предпринимателя давно волнует тема искусственного интеллекта. «Мы должны быть очень осторожны с искусственным интеллектом. Потенциально он более опасен, чем ядерное оружие», — написал Маск в Twitter в августе 2016 года. Neuralink собирается создать системы, которые помогут человечеству избежать подчинения искусственному интеллекту, сделают людей умнее.
Под началом Маска исследователи также работают над принципиально новым способом общения — по сути, телепатией. Маск объяснил в блоге Wait But Why свой замысел: сейчас множество идей, возникающих в голове человека, «сжимаются» для передачи с помощью речи или печати, и скорость такой передачи остается «невероятно низкой». «Если бы у вас было два нейроинтерфейса, вы бы могли передать эти идеи напрямую другому человеку, не сжимая их», — уверен он. В результате люди смогут без разговоров передавать свои мысли друг другу.
Объем инвестиций в проект Маск не раскрывает, и до создания конкретного продукта еще далеко, поскольку не решен еще ряд ключевых проблем. Например, ученые и инженеры думают, где хранить передаваемые данные. Команда Neuralink говорит об одновременной записи с 1 млн нейронных клеток. Следующая проблема — как поместить имплант в мозг. «Понадобится устройство вроде Lasik (наиболее популярная в мире методика лазерной коррекции зрения. — РБК) с автоматизированными процессами, иначе мы будем связаны ограниченным числом нейрохирургов, а цены на такую операцию будут очень высокими», — рассказывает Маск. Команде Neuralink надо также решить проблему биосовместимости, чтобы чужеродные объекты не отторгались организмом.
Мозг и наука
Если бизнес заинтересовался нейрокомпьютерными интерфейсами (BMI — brain-machine interface) относительно недавно, то ученые работают с такими технологиями уже много лет. Первым нейроинтерфейсом многие считают Stimoceiver — электродное устройство, которым можно было управлять с помощью радиосигналов в FM-диапазоне. Его в 1950-х тестировал на быках, пытаясь управлять их движениями, нейрохирург Йельского университета Хосе Дельгадо.
Первые устройства в организм человека были имплантированы в 1990-х. Например, ученый Филипп Кеннеди произвел такой эксперимент в 1998 году: испытуемый, художник и музыкант Джонни Рей, думая или представляя движения рук, управлял курсором на экране компьютера.
Эксперименты над созданием нейрокомпьютерного интерфейса продолжаются, и результаты новых исследований публикуются постоянно. Международный исследовательский консорциум Walk Again (WAP) разработал экзоскелет для людей, лишенных возможности двигаться. Разработчики используют виртуальную реальность, чтобы помочь парализованным снова почувствовать ноги. Восемь человек, которые участвовали в тестах, частично восстановили моторику.
Как бухгалтер создал крупнейший в Индии банк для бедных ценой $6 млрд
Человечно, но с расчетом: как продавать в кризис и не выгореть
Чрезмерный оптимизм и другие ловушки, которые мешают выйти из кризиса
Как правильно оформить сотрудника на удаленке
Риски сокращения персонала: как не попасть в ловушку
«Внутренние предприниматели»: как раскрыть в себе потенциал инноватора
Как именно сейчас топ-менеджеру искать работу: четыре совета
Как получить льготную ипотеку: чек-лист для сотрудников ИТ-компаний
«Раньше, чем вы предполагаете»
В стремлении соединить мозг человека и компьютер Маск не одинок — над нейрокомпьютерными интерфейсами работают уже несколько компаний.
Заявление Маска о создании Neuralink совпало с анонсом проекта Facebook в области BMI (brain-machine interface). 20 апреля на ежегодной конференции для разработчиков выступила Регина Дуган, менеджер секретного отдела Building 8, который пытается переосмыслить человеческое общение. Инженер по образованию, Дуган пришла в Facebook из Google, а прежде работала на правительство США, возглавляя DAPRA — Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны.
Технология BMI (brain-machine interface). Вживленный в мозг животного микрочип позволяет обезьяне управлять механической рукой. Таким образом BMI может помочь парализованным людям. Китай, Чжэцзянский университет. Февраль 2012 года (Фото: China Daily Information Corp / Reuters)
Дуган рассказала о двух проектах, которые приоритетны для Building 8 в ближайшие два года. Во-первых, исследователи хотят создать систему, которая позволит печатать 100 слов в минуту, дешифруя нейронную деятельность, связанную с речью. По словам Дуган, разработчики хотят перевести в текст импульсы, которые мозг отправляет в центр речи, когда мысль уже сформирована и остается ее лишь произнести. Эта система должна в первую очередь помочь людям с нарушениями речи. А затем — поменять саму суть взаимодействия гаджетов и людей.
Вторая идея Building 8 выглядит еще более экзотично: там хотят научить людей «слышать» с помощью кожи. «У вас есть два квадратных метра кожи подключенные к вашему мозгу», — пишет Дуган в своем посте на Facebook. Оборудование Building 8 состоит из программного обеспечения и рукава с 16 датчиками, отвечающими за тактильную отдачу. И пользователь по воздействию на кожу определяет, что было сказано.
Обе разработки находятся в начальной стадии, но планы у Facebook амбициозные. «Все это кажется нереальным, но, вероятно, будет возможно раньше, чем вы предполагаете», — обещала Дуган. Про объем инвестиций в Facebook тоже не говорят — слишком уж далеко до коммерческой реализации проекта.
Империя Маска в цифрах
$15 млрд оценивается состояние Илона Маска, это 80-е место в мировом рейтинге миллиардеров
$675 млн убытков принес в 2016 году ключевой актив Маска автомобильная компания Tesla, зато выручка компании выросла на $4 млрд и составила $7 млрд
84 тыс. автомобилей выпустила Tesla в 2016 году, к 2018 году объемы производства должны достигнуть 500 тыс. штук
22% акций Tesla принадлежит Маску, в проекте SpaceX у него 54%, производитель космических ракет тоже приносит убытки
$50,6 млрд — капитализация Tesla в начале мая 2017 года, SpaceX оценивается инвесторами в $10 млрд
Источники: Forbes, Businessinsider
Мафия PayPal
К PayPal имел отношение и 39-летний Брайан Джонсон, предприниматель из Кремниевой долины, который запустил стартап по внедрению компьютера в мозг человека. Он за $800 млн продал PayPal свой первый стартап — сервис для совершения электронных покупок Braintree. После сделки предприниматель начал искать применение этим деньгам. Общаясь с сотнями разных людей, он постепенно понял, что самый ценный ресурс человечества, интеллект, находится под угрозой из-за мощного развития компьютерных технологий.
В 2016 году Джонсон создал компанию Kernel и вложил в нее $100 млн. В ее головном офисе в Лос-Анджелесе работают сейчас около 20 человек. Задача Kernel — создать принципиально новые «нейронные инструменты», чтобы человеческий мозг мог делать вещи, на которые прежде не был способен. Джонсон фокусируется на том, чтобы в первую очередь понять, как функционирует мозг человека, ведь до конца в его тайнах наука до сих пор не разобралась. Только на это уйдут годы, уверен предприниматель.
Полученные при этом знания бизнесмен планирует применить в медицинских целях — прежде всего для лечения дегенеративных заболеваний, например болезни Альцгеймера, эпилепсии, слабоумия. «Мы уже знаем, что, если мы поместим чип в мозг и пустим электрические сигналы, мы сможем нейтрализовать некоторые симптомы болезни Паркинсона», — cказал Джонсон в интервью The Verge.
В перспективе, как и Маск, он рассчитывает «прокачать» мозг и создать интерфейс для связи с компьютерными мощностями напрямую.
Новая волна
Над созданием нейроинтерфейсов работают не только корпорации и миллионеры, но и независимые стартапы. Как правило, они предлагают более «приземленные» технологии, которые можно использовать уже сейчас.
Например, канадская компания InteraXon разработала устройство для медитации — повязку Muse. Она должна научить людей чувствовать себя спокойнее. Пользователь надевает повязку на голову, и сенсоры Muse отслеживают состояние префронтальной коры головного мозга, связанной с большинством его структур. Устройство анализирует излучаемые ею волны разной частоты — альфа (8–12 Гц), которые соответствуют расслабленному состоянию мозга, и бета (12–30 Гц), которые говорят о том, что мозг сфокусирован на чем-то или взбудоражен. С 2007 года проект привлек $17,2 млн.
Продукт калифорнийской компании Thync Relax Pro следит за качеством сна, и устройство передает сигналы, настраивающие мозг на расслабление. В результате, по замыслу разработчиков, человек должен погрузиться в глубокий сон за 10 минут. Продукт появился на рынке в 2017 году, а до этого компания пять лет проводила исследования, в общей сложности гаджет прошел 5 тыс. тестов. Стоит он $149, плюс $29 нужно платить ежемесячно за обновление софта, разработка которого обошлась в $13 млн.
Еще один стартап, Neurable из Бостона, использует стандартную электроэнцефалограмму мозга, чтобы управлять дополненной и виртуальной реальностью. Система анализирует изменения энцефалограммы и на основании анализа дает сигналы что-то изменить. Все это происходит в реальном времени.
Этот проект основали в 2015 году выпускники университета Мичигана — Рамзес Алькейд, Майкл Томсон, Джеймс Хеймет и Адам Молнар. Им пока далеко до объемов финансирования, которые доступны Маску или Facebook, — инвестиции составляют всего $2,4 млн, но планы грандиозные. «В перспективе мы хотим сделать эту платформу стандартом взаимодействия человека и любого аппаратного или программного устройства. Таким образом, люди смогут ходить по дому или офису и контролировать свои устройства, используя комбинацию дополненной реальности и активности мозга», — пояснил Алькейд в интервью TechCrunch.
Человек дополненный
В России, по словам заведующего Лабораторией нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов МГУ Александра Каплана, несколько лабораторий показывают результаты на мировом уровне. В стране раньше, чем где бы то ни было, прошли клинические испытания нейроинтерфейсных тренажеров для восстановления двигательной функции у постинсультных пациентов, разработанных специалистами Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.
Лаборатория, которой заведует Каплан, получила финансирование для реализации проекта «НейроЧат». Этот проект нацелен на создание нейроинтерфейсной технологии подключения к интернету и социальным сетям пациентов с тяжелыми нарушениями речи и движений. «Если Маск предлагает внедрение сенсоров в мозг человека, то мы стараемся обойтись поверхностными датчиками, располагаемыми на голове», — поясняет ученый.
Эксперимент в лаборатории Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. Март 2017 года (Фото: Артем Коротаев / ТАСС)
С 2009 года идут работы по проекту NeuroG, целью которого является создание универсальных алгоритмов для анализа распознавания зрительных образов человеком. А в 2015 году российская Объединенная приборостроительная корпорация приступила к испытаниям интерфейса, позволяющего силой мысли управлять биологическими роботизированными экзопротезами.
Пока все проекты в области нейрокомпьютерных интерфейсов находятся на ранних стадиях, и до коммерческого использования еще далеко. По словам Александра Каплана, сотни компаний производят «всякого рода нейроинтерфейсные поделки — игрушки, детекторы неких мозговых состояний, тренажеры каких-то умственных функций и т.д.», но всем им далеко до решения каких-либо серьезных задач. Однако пионеры в этой области могут снять жирные сливки. По прогнозам Аlliedmarketresearch, объем мирового рынка BMI достигнет $1,46 млрд в 2020 году.
Смогут ли нейроинтерфейсы заменить традиционные способы коммуникации и управления гаджетами? В самое ближайшее время — вряд ли. Пока они работают очень медленно, например буквы набираются не быстрее, чем по десять в минуту. Вряд ли ради такого кто-то согласится вживлять чип себе в мозг.
По мнению нейрофизиолога Каплана, первые действующие разработки появятся в горизонте десяти лет: «Дело идет к тому, что все мы будем просто вынуждены войти в настоящий симбиоз с электронными надстройками. Человек станет ощущать эти надстройки такими же необходимыми, как очки. В этом смысле человек неминуемо станет другим — Homo Augmenticus, то есть человеком дополненным».
Стартап Neuralink Илона Маска, который разрабатывает интерфейс подключения мозга к компьютеру, смог успешно вживить обезьяне чип, позволяющий силой мысли играть в видеоигры. Об этом заявил сам предприниматель во время общения в чате со своими поклонниками в приложении Clubhouse, пишет Bloomberg.
По словам Маска, в распоряжении компании есть обезьяна с беспроводным имплантом в черепе, которая может играть в видеоигры силой мысли с помощью этого чипа. Миллиардер отметил, что животное хорошо себя чувствует и счастливо, а сам имплант незаметен внешне. Neuralink планирует, что обезьяны компании будут играть друг с другом в интеллектуальный пинг-понг с помощью разума, рассказал Маск.
Предприниматель не стал уточнять подробности того, как был установлен имплант и как он работает, но пообещал, что в скором времени покажет видеоролик с обезьянами, которые играют в видеоигры.
Маск уточнил, что главная цель всего проекта — устранение последствий травм головного и спинного мозга и восстановление утраченных из-за них способностей. По его словам, компания уже создала примитивные версии таких устройств — они похожи на Fitbit в голове с крошечными проводами, которые соединяют чип и мозг, говорит миллиардер.
Илон Маск основал Neuralink в марте 2017 года. С тех пор предприниматель вложил в стартап $158 миллионов. В июле 2020 года Маск поделился подробностями разработки нейроинтерфейса. Он утверждает, что установка чипа в человеческий мозг будет не сложнее лазерной операции по коррекции зрения, и устройство позволит слушать музыку с него напрямую. Кроме того, нейроинтерфейс поможет контролировать уровень гормонов и тем самым справляться с тревогой, говорил Маск.
В августе 2020 года компания показала свой нейроинтерфейс Link в виде монеты. Маск рассказал, что учёным удалось установить имплант двум свиньям, после чего чипы извлекли — животные при этом не пострадали. Миллиардер пообещал, что нейроинтерфейс будет поддерживать управление в играх, в частности, в StarCraft.
Недавние эксперименты учёных Гарвардского университета и инженеров Samsung по созданию нейроморфных чипов вновь напомнили о старой идее: можно ли соединить человеческий мозг и компьютер напрямую? Примерно как в классике киберпанка, «Нейроманте», «Матрице» и «Ghost in the Shell»: всовываешь в имплантированный разъём штекер, и заходишь в компьютерную сеть мозгом, без посредства глаз и пальцев. Откуда скачиваешь, скажем, умение ездить на скейтборде и разговаривать на языке маори.
Два с половиной года тому назад мы с Полиной Нескучной тоже заинтересовались вопросом хотя бы теоретической возможности выучить кун-фу или управление вертолётом, загрузив его «прямо в мозг». Поэтому взяли для портала Warhead.su интервью о перспективах нейроинтерфейсов, brain-computer interface (BCI): у молекулярного биолога Ирины Якутенко, нейробиолога Светланы Ястребовой, и когнитивиста, популяризатора науки Аси Казанцевой. С ним можно ознакомиться по ссылке тут.
Ну а я вкратце перескажу то, к каким выводам тогда пришли специалисты – и добавлю некоторое количество появившейся с тех пор новой информации.
Пока что выводы эти, прямо скажем, не очень утешительные.
Да, и человеческий мозг, и компьютерное устройство – это вычислительные системы, но организованы они совершенно разным образом. Живой мозг человека – аналоговый компьютер, выстроенный на запредельно сложной системе связей десятков миллиардов нейронов.
Он организован принципиально иначе, нежели классическое «цифровое» компьютерное устройство, работающее с помощью созданных людьми программных кодов, принципиально понимаемых и воспроизводимых даже в случае весьма кривого и причудливого написания.
Как именно организовано записывание, хранение и обработка информации в живой нейросети в наших головах — мы до сих пор имеем очень смутное представление. Да, какие-то общие данные об активности зон мозга при определённой деятельности, научении и воспроизведении навыков, можно «снять» посредством МРТ, шапочек из фольги с электродами, электроэнцефалограмм. Да, уже есть понимание, что моторные и когнитивные навыки записываются по-разному.
Но, до понимания того, в каких именно группах нейронов записывается информация, как именно она кодируется и считывается — пока что очень далеко. Мы не имеем представления о том, что именно и куда подключать, и в каком формате это считывать или передавать.
Хуже того, степень сложности информационной системы внутри нашего черепа такова, что невозможность «вскрытия» её работы может носить фундаментальный характер. Между десятками миллиардов нейронов мозга – триллионы связей. Каждый человеческий мозг, даже очень тупого человека — это нейросеть поразительной сложности.
А ведь даже созданные учёными и инженерами искусственные нейросети до сих пор в значительной степени остаются «чёрными ящиками». Да, мы приблизительно понимаем логику их работы, мы можем с той или иной вероятностью предугадать, что получим на выходе, как она будет действовать — но у нас нет точного понимания, что именно происходит между вводом в неё информации и тем, что получаем на выходе.
Происходящие в сколько-то серьёзной искусственной нейросети процессы крайне сложны, хаотичны, непредсказуемы. Да, базовый уровень того, как это работает на элементарных шагах, на уровне обмена информацией между слоями вполне понятен — но дальше начинается обвальное нарастание сложности процессов. Для их точного анализа и воспроизведения в классической «цифре» нужны огромные вычислительные мощности. Проблемой оказывается даже банально отследить и зафиксировать всё происходящее.
В случае с человеческим мозгом проблема оказывается сложнее на многие порядки. Рано или поздно мы, скорее всего, даже сможем создать полную искусственную модель человеческого мозга, и она даже будет работать… но, если судить на основе имеющихся сейчас данных и представлений о процессах, это вряд ли поможет нам понять, как именно она при этом функционирует.
После понимания этого к концу 2010-х зашли в некоторый тупик амбициозные проекты: Blue Brain Project от IBM и технического института Лозанны с суперкомпьютером Magerit; американская федеральная BRAIN Initiative с участием DARPA и IARPA, Human Brain Project от швейцарцев и ЕС. Хотя последний ещё на старте закладывал на каждый год выработку 300 эксабайтов (миллионов терабайтов) новой информации.
Хуже того: есть основания полагать, что обработка и кодирование информации в мозгу разных людей могут очень сильно отличаться. То, что будет справедливо и работать для одного человека, для другого даст совсем другой эффект или не даст никакого.
Да, очень активно развиваются разработки в области прямого сопряжения нервной системы с машинами. Американцы из Cyberkinetics сопрягали нейроны мозга с протезами через систему BrainGate уже в 2004 году. В начале этого года европейским учёным удалось передать изображение обезьяне прямо в мозг по электродам.
Но в этом и подобных случаях речь идёт либо о моторных функциях, управлении нервными импульсами манипуляторами, протезами и так далее; либо о сенсорных — скажем, об искусственных системах зрения. Но даже в этом случае многое в сопряжении электродов и нейронов оказывается индивидуальным для каждого конкретного человека.
А ведь в этом случае мы хотя бы имеем понимание, что и к каким нервным цепочкам нужно подключать, или как считывать активность зон мозга в более продвинутых вариантах. В случае прямого сопряжения мозга с компьютером для обмена структурированной информацией даже на этот вопрос мы ответить не можем даже приблизительно. Хуже того, барьер между привычными нам машинными кодами и «кодами» биологической нейросети человеческого мозга может оказаться фундаментально непреодолимым.
Что же касается обучения вождению вертолёта за пару секунд — такое упирается не только в вопрос сопряжения, но и в вопрос биологии. Нейронные связи, формируемые при освоении новой информации, нужно банально вырастить на клеточном уровне. Что требует не слишком большого, но всё же времени.
И это ещё не учитывая того, что на нейронные взаимосвязи в мозгу «завязана» в огромной степени ещё и наша эмоциональная сфера. Даже если гипотетически допустить, что люди научились грузить информацию из компьютера прямо в свой мозг — такое вмешательство извне может сопровождаться настолько причудливыми и непредсказуемыми последствиями для сложнейшей и глубоко взаимосвязанной системы мозга, что галлюцинации на фоне паранойи с биполяркой могут оказаться ещё лёгкими «побочками».
С тех пор, как мы брали то интервью, появился ряд новостей в продолжение этой темы. К примеру, в июле 2019-го Илон Маск объявил, что его проект Neuralink таки сумел подключить машину к мозгу. Речь шла о вживлении в мозг очень полимерных «нитей» толщиной в 4 микрометра, аккуратно обходивших при внедрении кровеносные сосуды с помощью специально разработанного робота. Данные с «нитей» идут на чип, откуда они уже снимаются через USB-C.
Эти исследования Neuralink продолжает и развивает по сей день, и традиционно Илон Маск обещает фундаментальные прорывы. Ну а пока что на повестке — модные и стильные нейроимпланты с управлением через Bluetooth, усовершенствованные чипы Link с индуктивной подзарядкой, и продвинутые хирургические роботы — которую нашпигуют ваш мозг полимерными проводами так быстро и аккуратно, что в тот же день вас уже смогут выписать домой ходячим киберпанком.
Однако по сути наработки Neuralink также касаются именно моторных и сенсорных функций. Сопряжения нейронов, отвечающих за приём информации от органов чувств и передачу импульсов на мышцы, с электродами машин, напрямую или посредством «увязки» активности определённых групп нейронов с определёнными же действиями.
Это очень важное и перспективное направление, оно может как минимум помочь многим миллионам людей, имеющих проблемы со здоровьем — но всё же оно не является Тем Самым прямым сопряжением мозга с машиной на уровне передачи структурированной информации, а не моторных или сенсорных импульсов. Это, в общем и целом, всё ещё условные «электроды» — хотя Neuralink удалось на этом направлении добиться заметных успехов и прорывов в технических решениях.
Сюда же относятся и рекламируемые сейчас Neuralink и их конкурентами из Synchron наработки в области «прямого управления компьютером через мозг»: по сути, это тоже скорее маркетинговый трюк вокруг уже понятной технологии, а не фундаментальные прорывы. Человек не получает информации «прямо в мозг» через электроды, он смотрит на дисплей и работает с информацией на нём примерно так же, как действовал бы посредством клавиатуры, мыши и сенсорного экрана.
Впрочем, попытки создать интегральные схемы по преобразованиям импульсов нейронов мозга в бинарный код компанией Маска предпринимались — но как раз они имели крайне сомнительные успехи, и также упёрлись в необходимость обработки огромных объёмов данных. К тому же Neuralink сотрясают внутренние конфликты, и ряд ведущих учёных покинули проект уже к лету 2020-го.
Впрочем, с другой стороны, история науки знает немало поразительных прорывов и открытий. Ещё на памяти наших дедов и бабушек немыслимые вещи стали научным мейнстримом или даже прочно вошли в наш быт.
За прошедшие пару лет активное использование и изучение нейросетей существенно улучшили понимание того, как они работают с графической, текстовой и звуковой информацией при её анализе и генерации. Эти наработки по распознаванию и созданию образов уже вовсю используются на практике, нарабатывается огромный практический опыт – а ведь то, как нейросети работают с информацией, достаточно сходно с тем, что делает человеческий мозг.
Мы всё ещё крайне далеки от того, чтобы через сколь угодно продвинутые электроды прочитать чьи-то мысли или загрузить себе в голову всего «Гарри Поттера». На пути к этому стоят не только технические сложности и нехватка знаний, но и проблемы фундаментального характера.
И всё же совсем отрицать шансы человечества на полноценные нейроинтерфейсы где-нибудь в XXII или XXIII веке вряд ли стоит.
Что говорят скептики
Пока что рассуждать о достоинствах и недостатках технологии рано: чип еще не испытывали на живом человеке.
Ученые отметили, что новая версия микрочипа заметно лучше предыдущей — и по техническим характеристикам, и по возможностям. Они рассчитывают, что микрочип поможет считывать электроволны мозга и лучше понимать природу неврологических заболеваний.
С другой стороны, на создание окончательной версии подобного устройства может уйти гораздо больше времени, чем обещают в компании Маска. Человеческий мозг устроен очень сложно, и любое некорректное вмешательство может ему навредить. Чтобы расшифровать всю информацию, которую передает наш мозг, нужно гораздо больше знаний о нем — и это главная проблема.
Назвать все это технологической революцией тоже сложно: аналоги нейрочипов вживляют уже десятки лет — например, пациентам с болезнью Паркинсона или травмами позвоночника.
Зачем нужен Neuralink?
Главная задача Neuralink — расширить возможности людей, в первую очередь тех, кто страдает неврологическими заболеваниями. По словам Маска, аппарат позволит контролировать гормоны, справляться с тревожностью и даже сможет заставить мозг работать эффективнее. Также чип позволит передавать музыку прямо в мозг. Люди смогут слушать музыку на тех частотах, которые обычно недоступны для нашего слуха, и даже общаться телепатически.
Операция по вживлению нейрочипа будет роботизированной и не сложнее, чем лазерная коррекция зрения, обещают ученые Neuralink. Первые испытания, по словам Маска, уже прошли на крысах и обезьянах и закончились успешно. Чтобы провести тесты на людях, нужно получить разрешения от Министерства здравоохранения США.
Маск делает ставку на то, что расширение возможностей человеческого мозга позволит не только справляться с тяжелыми заболеваниями, но и конкурировать с искусственным интеллектом. Компания пыталась выйти на нейролаборатории России и Китая, но это оказалось невозможным из-за политики и законов США.
Нейрочип вместо джойстика
9 апреля 2021 года Neuralink показала видео с макакой, которая играет в видеоигру при помощи вживленного в ее мозг чипа:
Чип, вживленный девятилетней макаке Пейджеру за 6 недель до этого, подключили к игровой приставке. Сначала Пейджер играл при помощи джойстика, загоняя объект в оранжевый квадрат. Потом исследователи убрали джойстик и откалибровали нейрочип. Они начали подавать на игровое устройство сигнал, смоделированный по данным, которые поступают из мозга через чип. При этом отсутствовала разница, то есть с помощью чипа — буквально силой мысли — можно управлять объектами. Чип также работает в связке с iPhone по Bluetooth.
Однако научным прорывом это назвать нельзя. Игру в «Понг» силой мысли показали еще 10 лет назад, а 6 лет назад удалось добиться, чтобы парализованный человек управлял протезом при помощи мозга:
Никаких научных данных об исследованиях и эксперименте Neuralink не публикует.
Главная заслуга компании — в том, что команде удалось сделать чип малоинвазивным и создать полностью беспроводной интерфейс. Илон Маск обещает, что до конца 2021 года Neuralink перейдет к испытаниям на людях.
Видео презентации
В августе 2020 года Neuralink провела первую презентацию нейрочипа — интерфейса между мозгом и компьютером.
В августе 2020 года Neuralink провела первую презентацию нейрочипа — интерфейса между мозгом и компьютером. А уже в апреле 2021-го ученые показали, как макака играет в видеоигру благодаря импульсам, подаваемым в вживленный в ее мозг чип. РБК Тренды разбираются, как устроена передача сигнала от мозга к машине и почему это важно.Что показали на презентации?
На второй публичной демонстрации Neuralink Илон Маск рассказал подробности о проекте:
Обновленный нейроинтерфейс называется Link. Он выглядит как монета и с 2019 года стал заметно меньше — 23 х 8 мм — и производительнее. Число электродов для передачи информации от нейронов мозга уменьшилось с 3072 до 1024. Это все еще не последняя версия;
Чип вживляется под кожу и подключается к мозгу. Всю операцию совершает робот-хирург, который просверливает отверстие в черепе и подсоединяет электроды. По словам Маска, операция безболезненная и не требует анестезии. Пациент может покинуть клинику в тот же день. После имплантации не остается никаких следов, а владелец не ощущает чип как инородное тело;
В качестве доказательства на презентации показали двух свиней (еще одна осталась за кадром), которые успешно перенесли имплантацию за 2 месяца до мероприятия. На экранах демонстрировали показатели мозговой активности, которые передавали чипы: как свиньи реагируют на окружающие предметы, прикосновения и еду;
Link считывает данные в мозге и соединяется с различными устройствами по Bluetooth на расстоянии до 10 метров. В будущем чип сможет не только считывать, но и записывать информацию: это пригодится для лечения заболеваний;
Чип считывает информацию гораздо быстрее, чем ПК: задержка составляет меньше наносекунды. Это позволит, в том числе, полноценно двигаться людям с ДЦП и симулировать зрение для слепых;
Заряда нейрочипа хватает на весь день, а ночью он заряжается с помощью магнитного устройства, похожего на Apple Watch. Он рассчитан на десятки лет бесперебойной работы;
Более поздние версии будут поддерживать также управление автомобилями Tesla и игры — например, StarCraft;
Цена чипа будет постепенно снижаться — до нескольких тысяч долларов, включая операцию;
Все тесты Маск оценивает как успешные. В июле 2020 года Neuralink получил статус инновационного продукта от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA).
Что такое Neuralink?
Neuralink — это проект Илона Маска, который стартовал в 2016 году. Компания занимается разработкой специального прибора, который способен передавать сигналы мозга по Bluetooth. Это позволит управлять компьютером или смартфоном напрямую, при помощи мозговых импульсов.
Впервые прибор показали в июле 2019-го.
Предполагается, что капсула-приемник будет крепиться за ухом, как слуховой аппарат. От нее к мозгу будут идти нитевидные электроды. Всего в мозг имплантируют до 1500 электродов, каждый из которых в 4 раза тоньше человеческого волоса. Один процессор величиной 4 х 4 мм обрабатывает информацию с 10 тыс. электродов. Кабель USB-C обеспечит максимальную пропускную способность для передачи данных.
Читайте также: