Нейроинтерфейс – это комплекс устройств и технологий, с помощью которых мозг может обмениваться информацией с внешними устройствами (например, компьютером, телевизором, протезами и другими устройствами).
При современном уровне развитии технологии пока доступны однонаправленные типы нейроинтерфейсов, при которых информация либо принимается внешним устройством от мозга, либо передает ее. Двунаправленный тип нейроинтерфейса (при котором происходит обмен информацией сразу в обоих направлениях) пока реализован не был. Нейроинтерфейсы также подразделяются по типу снятия информации на:
- инвазивные – с вживлением передающих информацию элементов в глубокие слои мозга, отличаются точностью передаваемого сигнала и опасностью реализации;
- частично инвазивные – вживление передающих информацию элементов осуществляется на поверхности мозга, отличаются средней точностью передаваемого сигнала и более простой реализацией вживления;
- неинвазивные – передающие информацию элементы крепятся на поверхности головы. Такой способ отличается самой низкой степенью точности передачи сигнала, однако он безопасен и удобен для человека.
В настоящий момент наиболее распространены неинвазивные способы передачи информации. Они позволяют удобно, безопасно и массово применять технологии нейроинтерфейсов.
История развития нейроинтерфейсов
В далеком 1875 году, английский физиолог и хирург Ричард Катон зарегистрировал электрические сигналы на поверхности мозга животного, а в 1929 году немецкий ученый Ханс Бергер опубликовал метод электроэнцефалографической регистрации мозговой активности.
В 1950-е годы испанский ученый Хосе Мануэль Родригес Дельгадо испытал прообраз нейроинтерфейса на мозге быка, с помощью которого, ученый сумел изменить направление движения животного.
В 1960-е годы американский ученый Грей Уолтер сумел зафиксировать электромагнитные изменения головного мозга при движении большого пальца с помощью электродов, закрепленных на поверхности кожи головы.
В 1972 году был создан кохлеарный имплантат – первый медицинский нейропротез, позволяющий вернуть потерю слуха некоторым пациентам.
В 1998 году ученый нейробиолог Филип Кеннеди удачно провел операцию по внедрению нейроинтерфейса на живом человеке. Этим пациентом был Джонни Рей, который за год до операции перенес инсульт и был полностью парализован. Единственной возможностью Рея коммуницировать с внешним миром было движение век (т.е. моргание) – двойное моргание означало положительный ответ, одинарное – отрицательный. После операции Рей смог управлять курсором мыши на экране компьютера, мысленно представляя процесс движения и общаться путем выбора вариантов ответов.
В 1999 году ученые Калифорнийского университета смогли представить сигналы, воспринимаемые мозгом кошки от ее зрительной системы, в виде привычных человеку изображений.
В 2009 году компания Emotiv Systems разработала нейрошлем, способный «понимать» эмоциональное состояние и уровень стресса человека.
В 2021 году компания NextMind анонсировала устройство, с помощью которого можно управлять телевизором и компьютером, отдавая команды мысленно . Уже сейчас появляются игры с управлением при помощи нейроинтерфейса, а Российская компания Neurobotics разработала систему управления квадрокоптером с помощью «силы мысли».
Где применяются нейроинтерфейсы
Наиболее исследуемая область применения нейроинтерфейсов – это, конечно же, медицина. С помощью этой технологии люди могут управлять роботизированным протезам, восстанавливая утранченные ранее функции.
Технология нейро чипирования может дать возможность немым пациентам «заговорить», декодируя мысленные образы в слова на принимающем устройстве. А технологии транскраниальной электромагнитной стимуляции могут улучшить состояние человека, точечно корректируя деятельность определенных участков мозга.
Еще одна область применения подобного рода устройств – это наука. Ученые могут получать информацию с таких устройств, для дальнейшего анализа и систематизации знаний о работе человеческого мозга. Пока «загрузка» информации напрямую в мозг звучит как фантастика, но ученые продолжают свою работу для того чтобы сделать это явью.
И есть, наконец, бытовое применение нейроинтерфейсов – управление умным домом, переключение каналов телевизора, команды компьютеру и т.д.
Проблемы внедрения нейроинтерфейсов
Наиболее сложным препятствием на пути развития является медицинское регулирование вопроса внедрения нейроинтерфейсов. Мозг невероятно сложный, наиболее уязвимый и важный орган человеческого организма, а вторжение в него требует достаточно опыта и знаний. Сегодня наука очень осторожно двигается в этом направлении, да и у регуляторов медицинской сферы нет опыта в данном вопросе.
Еще одной проблемой является экономическая составляющая такого оборудования. Стоимость нейроустройств невероятно высока, поэтому позволить себе их может не каждый.
Немаловажной проблемой нейроинтерфейсов является безопасность для здоровья. Сложность устройств и способ их взаимодействия с людьми оставляет много вопросов у ученых и медицинских специалистов, к тому же пока нет никакой информации о том как скажется на организме человека их длительное применение.
Кибербезопасность – еще один краеугольный камень, к которому есть много вопросов. Пренебрегать этим никак нельзя, так как нейроустройство тесно взаимодействует с мозгом человека, и удачная кибератака на него приведет к непоправимым последствиям. Например, прецеденты с имплантами кардиостимуляторов уже были. К тому же эксперимент Хосе Дельгадо с быком дает много пищи для размышлений – никто не захочет оказаться на месте того подопытного быка.
И, наконец, этический вопрос применения такого рода устройств: как общество воспримет людей, которые будут использовать преимущества нейроустройств. Одно дело – восстановление утраченных функций, и совсем другое – использование технических преимуществ для личных целей.
Заключение
Развитие нейроинтерфейсов медленно, но верно набирает обороты и остановить данный процесс уже не получится.
В будущем человечеству придется столкнуться с многими вопросами, связанными с применением данной технологии. Но независимо от того, как близко мы приблизимся к замене человека биологического человеком-киборгом, важно помнить, что человечность индивида определяется не «начинкой», а поступками которые он совершает.
Читайте также:
Дави на эмоции: продвижение с точки зрения нейробиологии
Поиск работы – что нужно знать соискателю и работодателю
Мы продадим им даже воздух за окном, потому что они это заслужили. И вам тоже