Мозговые импланты и загрузка мыслей в сеть: смогут ли машины управлять нашим сознанием

В последний момент бешеный бык уперся копытами в землю и остановился. Еще секунда — и он забодал бы человека насмерть. На арене, лицом к лицу к тяжело дышащему животному, стоял не матадор, а испанский нейробиолог Хосе Мануэль Родригес Дельгадо. Своим рискованным выступлением, состоявшимся в 1963 году, он хотел продемонстрировать, что склонность к насилию поддается контролю при помощи мозгового импланта. Дельгадо считал, такие импланты можно использовать для борьбы с девиантным поведением и создания «психоцивилизованного общества».

Перспектива управления людьми через вживленные в их головы устройства ожидаемо вызвала среди общественности возмущение, которое надолго положило конец подобным исследованиям. Но недавно эксперименты возобновились с использованием еще более продвинутых технологий. Лазерные лучи, ультразвук, электромагнитные импульсы, микрополяризация и другие методы сегодня позволяют намного эффективнее управлять электрической активностью мозга, чем иглоподобные электроды, которые Дельгадо когда-то вживлял в мозг испытуемых.

Миллиардеры Илон Маск и Марк Цукерберг вкладывают миллионы долларов в разработку технологии нейрокомпьютерного интерфейса (НКИ). Маск стремится наделить человека «сверхинтеллектом», чтобы противодействовать ИИ, а Цукерберг хочет, чтобы пользователи могли загружать в интернет свои мысли и эмоции без использования клавиатуры.

Но как именно устроены эти технологии и каковы их возможности?

Устройство, разработанное Дегальдо еще в 1964 году, обеспечивало изрядную степень контроля над сознанием человека. Подавая ток на вживленные в мозг электроды, можно было в одно мгновение подавить приступ гнева или симптомы психического расстройства; более того, электроды позволяли управлять движениями конечностей испытуемого, погружать его в эротический экстаз или суицидальное отчаяние.

Неудивительно, что люди испугались перспектив применения подобных изобретений.

И вот нейробиологи снова бьют тревогу. Статья, опубликованная в 2017 году в журнале Nature, начинается со сцены, как будто позаимствованной из «Черного зеркала». Ученые описывают ситуацию, когда мозговой имплант, позволяющий парализованному человеку двигать протезом руки, неожиданно ломается и заставляет пациента в ярости наброситься на врача.

Подобная франкенштейновская сцена — нелепость. Электроды, вживленные в двигательную кору, не могут влиять на эмоции. Более того, что бы там ни писали в сенсационных статьях, нейробиологи еще не знают, как мысли, эмоции и намерения закодированы в клетках мозга. Биологические препятствия на данный момент намного существеннее технических.

Современные устройства на базе нейрокомпьютерного интерфейса анализируют данные на том же уровне, что и Amazon, пытающийся спрогнозировать, какую книгу вы купите следующей. Компьютеры считывают потоки электрической активности, фиксируемой мозговым имплантом или шлемом с электродами, и учатся распознавать изменения сигнала, согласующиеся с сознательными движениями человека.

Например, постоянные колебания электрической активности в коре больших полушарий, называемые мозговыми волнами, мгновенно прекращаются, когда человек двигает рукой или ногой (или хотя бы думает об этом). Это похоже на внезапную тишину в ресторане после того, как официант уронил стакан. Разговоры между отдельными посетителями расшифровать невозможно, но тишина — это четкий сигнал. Прекращение электрической активности в коре полушарий ученые превращают в команды для компьютера, такие как «запустить мотор в протезе руки» или «нажать на кнопку на экране при помощи виртуальной мыши».

Но даже когда удается фиксировать работу отдельного нейрона, нейробиологи не могут расшифровать его импульсы; они вынуждены использовать машинное обучение, чтобы идентифицировать изменения электрической активности нейрона, которые совпадают с определенным действием. Принцип работы таких НКИ можно сравнить с тем, как мы переключаем скорости в машине, слушая звук двигателя.

Этот метод приносит результат. Протезы, работающие по принципу сопоставления электронной активности мозга с сенсомоторными функциями, позволяют вернуть пациентов к полноценной жизни.

Но НКИ-устройства — это не только технология; важную роль играет и работа самого мозга. В ходе длительного процесса проб и ошибок, получая вознаграждение в форме выполнения телом желаемого действия, мозг постепенно учится генерировать электрический сигнал, который компьютер способен более точно распознать.

Процесс происходит на подсознательном уровне, и нейробиологи не знают, как мозгу это удается. Очень далеко от обычного представления о контроле сознания, не правда ли?

Но предположим, что мы поняли, как закодирована информация в нейронных импульсах. Скажем, мы хотим при помощи мозгового импланта внушить человеку определенную мысль. По словам нейробиолога Тимоти Бушмана, который проводит исследования с записью и стимуляцией активности мозга, это не так-то просто. «Мы знаем, какой участок мозга необходимо стимулировать, но не знаем, какой именно нейрон, — говорит он. — Один и тот же нейрон у разных людей может отвечать за разные функции».

Сколько бы денег ни вложил в проект Маск, главная трудность всегда будет в области биологии, а не технологии. Даже если допустить, что нейрон может пребывать только в двух состояниях, возбужденном или невозбужденном, то в сети из всего лишь трехсот нейронов мы все равно получим 2300 возможных комбинаций — больше, чем количество атомов в наблюдаемой Вселенной.

А теперь задумайтесь — в мозге человека около 85 миллиардов нейронов.

А что с планами Цукерберга позволить пользователям загружать в интернет свои мысли и эмоции? Считывать информацию из мозга проще, чем загружать в него.

Марсель Джаст и его коллеги из Университета Карнеги-Меллона учатся читать мысли людей при помощи функциональной МРТ, чтобы понять, как мозг обрабатывает, хранит и ищет информацию. На данный момент они могут определить, какое число держит в уме человек, какую эмоцию испытывает и думает ли о самоубийстве.

Вот как это работает.

Сначала исследователи просят испытуемых сконцентрироваться на определенной мысли или эмоции. Нейросети идентифицируют изменения, связанные с этой мыслью или эмоцией. Примечательно, что наблюдаемая мозговая активность одинакова вне зависимости от родного языка человека.

Неожиданным открытием стало то, что мозг хранит информацию не в виде отдельных единиц, сгруппированных по обобщающим их понятиям, как мы обычно себе это представляем, а в виде общих концепций, включающих ощущения, эмоции и переживания. Слова «спагетти» и «яблоко» относятся к одной смысловой категории, но ассоциируются с разными ощущениями, поэтому активируют разные участки мозга.

Это объясняет, почему такой медленный инструмент, как фМРТ (для получения изображений ему требуется несколько минут), способен отобразить предложение, которое человек читает в данный момент. Мозг, в отличии от Google Translate, кодирует и хранит информацию не пословно, а целыми предложениями.

Идея чтения мыслей при помощи специальных девайсов не может не пугать. Как говорит сам Джаст, «нет ничего более приватного и интимного, чем мысли». Но этот страх необоснован.

Как и НКИ, использующийся для управления протезом, чтение мыслей невозможно без активного участия испытуемого. «Чтобы эксперимент удался, нам нужно, чтобы человек подумал о красном яблоке шесть раз. Если он в первый раз подумает о красном яблоке, во второй — о зеленом, а в третий — о логотипе Apple, то ничего не получится», — объясняет коллега Джаста Владимир Черкасский.

Критики часто высказывают этические возражения против НКИ. Они беспокоятся, что технология будет использована для улучшения умственных способностей, лишения человека свободы выбора и углубления неравенства между теми, кто имеет доступ к дорогостоящим устройствам, и теми, кто его не имеет. Как и в случае с любым другим изобретением, существует вероятность, что недобросовестные люди используют НКИ во вред другим. Но стоит помнить, что те же трудности сопровождают использование и более привычных технологий, которые несмотря на это распространились достаточно широко — например, анестезии, нейрохирургии и секвенированию ДНК.

Лично я считаю, что возможный вред в будущем перевешивается пользой, которую НКИ приносит уже сейчас.

Современные методы лечения неврологических и психических расстройств при помощи медицинских препаратов и хирургии совершенно неэффективны. Диагностирование таких заболеваний путем мониторинга активности мозга и их лечение при помощи точечного использования электричества — это огромный шаг вперед.

Когда парализованный Натан Коупленд пожал руку президенту Обаме своей роботизированной кистью, он смог почувствовать это соприкосновение через сенсоры в пальцах протеза, которые передавали импульс электродам в сенсорной коре головного мозга. НКИ может восстанавливать зрение и слух, синтезировать речь, помогать в лечении зависимостей и таких заболеваний, как обсессивно-компульсивное расстройство и болезнь Паркинсона.

Естественно опасаться неизвестного. Для большинства из нас управление сознанием — всего лишь фантазия, но для Коупленда оно стало реальностью, когда ученые вскрыли ему череп и вживили электроды в его мозг. Я встретился с Коуплендом в 2018 году, после того, как импланты были устранены, так как электроды имеют ограниченный срок годности. «Я повторю этот опыт столько раз, сколько мне представится такая возможность», — признался он.