Будущее мозга. Как мы изменимся в ближайшие несколько лет - Матео Ниро

Как мы упоминали ранее, одной из удивительнейших особенностей нашего мозга является его нейропластичность, то есть способность изменять собственную структуру и функцию. Сегодня этому могут способствовать нейрокомпьютерные интерфейсы. Исходя из этого, Дженнифер Коллингер, сотрудница Медицинского центра Университета Питтсбурга, утверждает, что, если мы поймем, как нейрокомпьютерные интерфейсы изменяют нервную систему человека, это даст нам ценную информацию, которую врачи и ученые смогут использовать для лечения и реабилитации пациентов, например, с повреждениями спинного мозга. Глубокое понимание того, как мозг реагирует и трансформируется в ответ на нейропротез или другие технологии, может дать нам ключевую информацию, которая в один прекрасный день приведет нас к разработке терапии, способной восстанавливать аксоны и мотонейроны, чтобы они возвращали функциональную и естественную двигательную активность пациентов.

Нейрокомпьютерные интерфейсы начинают применяться не только в медицине, но и в других областях, таких как автотранспорт, развлечения и образование. К примеру, в Австралии был разработан автомобиль со специальными встроенными датчиками, которые в режиме реального времени контролируют уровень концентрации внимания и автоматически замедляют транспортное средство при обнаружении усталости или рассеянности у водителя. Другая разработка позволяет нам совершить полет на авиатренажере. Речь идет о разработке европейского проекта Brainflight, чьей целью является создание самолета, управляемого мыслью человека. В серии экспериментов под руководством Тима Фрике, аэрокосмического инженера Технического университета Мюнхена (Германия), семь человек (некоторые из которых не имели вообще никакого опыта пилотирования) сумели правильно поднять в воздух, а затем посадить самолет на симуляторе модели воздушного судна DA42, не коснувшись при этом ни одного рычага или педали. В рамках испытания они могли управлять самолетом только при помощи мысли. На них был надет специальный шлем с электродами для захвата нейронных сигналов, которые с помощью нейрокомпьютерного интерфейса преобразовывались в необходимые для пилотирования команды. Нейрокомпьютерные интерфейсы не читают мысли, а полагаются исключительно на обработку четко узнаваемых электрических сигналов для программы. Подобные проекты позволят в будущем упростить обучение пилотов за счет сокращения времени и финансовых затрат, повысят безопасность полетов, а также откроют новые возможности для карьеры людям с ограниченными физическими способностями.

Среди наиболее инвазивных методов в настоящее время считается глубокая стимуляция мозга, или DBS (от английского deep brain stimulation), применяющаяся для лечения некоторых симптомов, таких как тремор или скованность движений у людей с болезнью Паркинсона. Тем не менее данная методика показана лишь некоторым пациентам и не имеет тенденции улучшать немоторные проявления заболевания. Техника включает в себя имплантацию электродов в определенные области мозга, отвечающие за проявление симптомов, с целью регулирования их активности посредством электрических импульсов.

Все это – передовые технологические разработки, которые, по-видимому, не имеют ограничений ни в своем потенциале, ни в дальнейшем развитии. Болезнь Стивена Хокинга, к сожалению, была прогрессирующей. Весьма вероятно, что с течением времени он также утратил бы подвижность мышц щеки, которые позволяли ему общаться через компьютер все последние годы. И, как всегда открытый для будущего, он тестировал бы на себе технологию, которая позволяла бы ему общаться исключительно посредством мышления. Исходя из этой цели, нейробиолог и исполнительный директор компании Neurovigil Филипп Лоу работал над внедрением своего устройства под названием iBrain. Стивен Хокинг умер 14 марта 2018 года в Кембридже, оставив после себя не только огромные знания, но и пример удивительной жизненной стойкости. Невероятная внутренняя сила, а также передовые технологические достижения позволили сохранить его наследие для всего мира.

12 июня 2014 года в 17 часов на стадионе «Арена» в Сан-Паулу весь мир смог увидеть, как парализованный человек встал с инвалидного кресла и, сделав удар по мячу ногой, дал старт для церемонии открытия Чемпионата мира по футболу 2014 года в Бразилии. Это был знаменательный момент для науки, спорта и всего человечества.

Что в принципе это может означать для науки? Параплегия – это неврологическое состояние, при котором по разным причинам нижняя часть тела человека оказывается парализованной и лишенной функциональности. Международное сообщество ученых, возглавляемое Мигелем Николесисом, разработало роботизированный экзоскелет (внешнюю конструкцию, которую человек надевает, будто доспехи), который позволил парализованному человеку подняться и ударить по футбольному мячу. Как такое вообще возможно? Сообщения, передаваемые мозгом, такие как решение сделать шаг, пойти или остановиться, улавливаются компьютером, а затем переводятся, чтобы тело смогло выполнить необходимое движение. Чтобы управлять таким экзоскелетом, парализованный человек надевает специальный головной убор, снабженный электродами, которые улавливают его мозговые волны. Полученные сигналы передаются на компьютер, расположенный за спиной пациента в специальном рюкзаке, а затем декодируются, запуская в работу гидравлические проводники в самом костюме. Благодаря датчикам, размещенным на подошве обуви, экзоскелет также передает пациенту ощущение почвы под ногами. Сложный и видимый всем роботизированный костюм осуществляет довольно простую функцию: он выполняет работу, которую мышцы парализованных ног сделать самостоятельно не могут.

Этот экзоскелет является кульминацией многолетней работы международной команды ученых и инженеров над проектом под названием Walk Again, или «Начать ходить снова». Если работа над данной технологией будет продолжена, уже в недалеком будущем она сможет войти в нашу повседневность и облегчить жизнь парализованным людям, заменив собой в конечном итоге инвалидные кресла.

В действительности, право первого удара всегда носит в высшей степени символический характер. И выбор главного героя организаторами мероприятия выходит далеко за рамки простого спортивного, физического или механического действа. Это жест, который подчеркивает значимость того или иного события – будь то в политике, в истории спорта или в обществе, – сумевшего консолидировать вокруг себя чувства и мысли конкретной эпохи. Как известно, чемпионат мира по футболу, проводящийся каждые четыре года, является одним из самых важных спортивных и социальных мероприятий (по оценкам экспертов, он собирает вокруг себя миллиарды зрителей). Тот факт, что символом такого эпохального события стал результат работы неврологов, компьютерных инженеров и ученых, представляющих абсолютно разные научные дисциплины, ознаменовал собой трансцендентный исторический процесс. Конечно, это стало грандиозной новостью не только для нейробиологии, но и для нашей истории в целом: удар по мячу одного человека стал золотым голом для всего человечества.

* * *