Как в фантастических романах писателей XIX и XX веков выглядит будущее? Это технологический мир, в котором научились клонировать людей, общаться на расстоянии, управлять роботами и летать на сверхзвуковых аппаратах. Многие из этих прогнозов сбылись, равно как и способность человека к телекинезу — умению двигать предметы при помощи силы мысли. Оказалось, что эта сверхъестественная способность есть у каждого.

От животного мозга до материализации воображения

Управлять неживым объектом может любой человек — это научно доказанный факт. Кроется эта сверхспособность в нашей голове. Нейроны человеческого мозга обладают электрической активностью. В результате биохимических реакций она преобразуется в импульсы, которые и управляют человеческим телом, и главное — эту энергию можно проецировать, то есть использовать для управления предметами.

История изучения биоэлектрической активности мозга уходит корнями в XIX век. Тогда физиолог и хирург Ричард Кэтон при помощи гальванометра обнаружил электрические импульсы на поверхности открытого живого мозга подопытных животных. Но, как это часто бывает, современники не приняли открытие, и научному факту пришлось ждать признания почти полвека. Первую серьезную попытку управления активностью мозга предпринял нейрохирург Хосе Дельгадо. В 1963 году он провел рискованный эксперимент: остановил разъяренного быка, воздействовав на его мозг. Эффектное выступление ученого долго обсуждали в газетах. В то время как простые обыватели восхищались смелостью доктора — бык остановился в считанных сантиметрах от экспериментатора, едва не лишив его жизни, ученые изучали устройство для усмирения агрессивного животного. При нажатии кнопки прибор передавал сигналы вживленным в мозг быка стимосиферам, а те, в свою очередь, воздействовали на отдел мозга, отвечающий за координацию движений и проявление агрессии у подопытного.

С тех пор в исследовании биологической активности мозга произошло немало революций. В их основе принцип: если можно извне контролировать активность мозга, значит, эту связь можно выстроить и в обратную сторону. Так и появились нейропротезы, имплантаты, киборги с нейроинтерфейсом, прототипы виртуальной реальности и многое другое. Но главное — современные технологии доказали: человек может управлять любым прибором вне зависимости от его масштабов и сложностей, ведь возможности нашего главного источника энергии — мозга — безграничны.

Человек 2.0. Версия «киборг»

Система управления человеческим мозгом электронными устройствами называется нейроинтерфейс, или интерфейс «мозг — компьютер». В этой цепочке компьютер играет роль посредника — регистрирует сигналы, обрабатывает и передает их устройству.

Главная сложность нейроинтерфейсной технологии заключается в модуле распознавания намерений человека. Его принцип работы идентичен воздействию на нейроны головного мозга. Разница лишь в том, что модуль считывает активность мозга и напрямую по электронной цепи передает сигнал-команду к устройству, которое и выполняет задуманное. По сути, человек так может управлять любым гаджетом. Технология с точностью до 95% распознает сигналы, связанные с движением объекта. Поэтому без нейроинтерфейса сейчас сложно представить медицинскую реабилитацию. Тренажеры «мозг — компьютер» подбираются в зависимости от заболевания. Например, при потере речи устройство воспроизводит слова, мысленно формируемые больным, при парализации — стимулирует конечность, заставляя ее двигаться.

Внешне нейроинтерфейс может выглядеть как чип или шлем. Чип, представляющий из себя набор электродов и контактов с нервными клетками, вживляется в мозг. Это опасная процедура. Более того, организм будет отторгать инородное тело, поэтому устройство необходимо менять раз в несколько лет. Сейчас всего пара десятков человек на планете используют подобные имплантаты, всем они вживлены по медицинским показаниям. Но, несмотря на риски, желающих чипироваться в мире много. Прежде всего, это связано с особенностями протекания опасных заболеваний, например эпилепсии. Ученые установили: слабого электрического тока, пропущенного через участок мозга, в котором зарождается эпилептический приступ, достаточно, чтобы его предотвратить. А значит, больной даже не заметит начавшийся приступ — он тут же будет купирован.

Шлем представляет собой сложный электродный комплекс со множеством вариаций — от прибора с датчиками, закрепленными на кожной поверхности головы, до небольшой гарнитуры, зафиксированной на затылке с помощью обычной резинки. Пожалуй, самая известная демонстрация нейроинтерфейса произошла на открытии Чемпионата мира по футболу в Бразилии в 2014 году. В церемонии участвовал парализованный болельщик Джулиано Пинто. На поле он вышел в напечатанном 3D-экзоскелете, управляемом силой мысли, и сделал первый удар по мячу. Тогда эта история обсуждалась в СМИ чуть ли не больше чем сам чемпионат, а технология обрела новую популярность. Ведь она в очередной раз доказала, что управлять можно всем: экзоскелетом, дроном, бытовой техникой или промышленными роботами.

---

российские разработки:
нейрочат (интерфейс набора текста для парализованных пациентов),
имплантаты спинного мозга
экзоскелеты для взрослых и детей, страдающих хроническими заболеваниями, в том числе с ДЦП.

---

После этого в развитие нейроинтерфейса начали вкладывать деньги богатейшие предприниматели мира, в том числе Илон Маск. К слову, спустя два года он создал Neuralink — одну из крупнейших нейротехнологических компаний в мире, которая сейчас успешно разрабатывает интерфейс для управления мозгом.

Технологии комфорта

Уникальные технологии интерфейса «мозг — компьютер» существуют во многих странах мира. Например, ученые Великобритании разработали камеру для преобразования цвета в звуки, дав возможность слепым людям «видеть» красоту мира. В США нейропротез для улучшения памяти доказал свою эффективность при борьбе со старческой деменцией и болезнью Альцгеймера. Устройство формирует нервные импульсы, которые помогают больному создавать новые воспоминания и сохраняют в памяти лица родных. В Китае разработано устройство, предугадывающее желания рабочих: робот считывает потребность рабочего в инструментах, тем самым помогая ему при сборке на конвейерах.

В списке лидеров по развитию нейроинтерфейса Россия играет одну из ключевых ролей. Достаточно вспомнить технологию нейрочат (интерфейс набора текста для парализованных пациентов), имплантаты спинного мозга для восстановления нарушенных проводящих путей. Или разработки компании «ExoAtlet», которые создают экзоскелеты для взрослых и детей, страдающих хроническими заболеваниями, в том числе с ДЦП.

Последний прорыв в технологии «мозг — компьютер» также связан с российскими учеными. Группа исследователей из Института проблем управления им. В. А. Трапезникова (ИПУ РАН) и Воронежского государственного университета (ВГУ) разработала нейрокаску для управления беспилотным устройством и оценки ментального состояния пользователя. Интерфейс технологии прост: мобильное устройство считывает электросигнал пользователя, расшифровывает и передает команду беспилотнику. Причем команды человек может передавать не только силой мысли, но и взглядом — трижды моргните и дрон опустится на землю.

Также в отличие от зарубежных аналогов, отечественная технология использует сухой электрод, а значит, для ее использования не нужны дополнительные приспособления, например гель. И в этом кроется главное преимущество нейрокаски — управлять устройством можно в полевых условиях. Кстати, ученые утверждают, что объектом воздействия может быть не только беспилотник, но и машина, самолет и даже космический аппарат. А значит, технология станет незаменимой в военных целях, при строительстве, геологоразведке и в медицине.

Возможно, уже в обозримом будущем роль нейроинтерфейсных технологий возрастет, и тогда романы Айзека Азимова, Роберта Силверберга или Рэя Брэдбери будут восприниматься следующими поколениями не как фантастика, а как исторические прогнозы развития человеческой цивилизации.