XX Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Neuroinformatyka-2018”, zorganizowana przy udziale Państwowego Instytutu Jądrowego „MEPhI” (KSOW MEPhI), zgromadziła w Moskwie największych ekspertów w dziedzinie sztucznych sieci neuronowych, neurobiologii i biofizyki systemów. Żywe zainteresowanie uczestników konferencji wzbudził raport Michaiła Lebiediewa, dyrektora naukowego Center for Bioelectric Interfaces w National Research University Higher School of Economics, Senior Research Fellow na Duke University, na temat najnowszych osiągnięć w dziedzinie tworzenia interfejsu mózg-komputer. Naukowiec powiedział korespondentowi projektu „Social Navigator” MIA „Russia Today” o znaczeniu badań w tej dziedzinie.
Michaił Albertowicz, czym jest interfejs „mózg-komputer” i do czego służy?
- To urządzenie, które odczytuje sygnały mózgowe, jakby czytając myśli, a następnie wysyła te sygnały do niektórych urządzeń zewnętrznych.
Pierwszym zadaniem interfejsu mózg-komputer jest przywrócenie funkcji motorycznej u sparaliżowanych pacjentów.
W przypadku urazu rdzenia kręgowego osoba często przerywa połączenie między mózgiem a rękami i, częściej, nogami. Ale mózg pozostaje całkowicie normalny i zawiera wszystkie obszary, które mogą odtwarzać ruch. Dlatego rejestrując wszystkie sygnały mózgowe, dekodując je i kierując do protez lub pobudzając mięśnie osoby, możemy przywrócić ruch.
Pacjenci ze stwardnieniem zanikowym bocznym są całkowicie sparaliżowani i nie mogą w żaden sposób komunikować się ze światem zewnętrznym, chociaż ich świadomość działa doskonale. Potrzebują środków komunikacji, więc odczytujemy sygnały z ich mózgów i łączymy je z komputerem. Umożliwia to pacjentom wysyłanie sygnałów na zewnątrz i komunikowanie się z innymi ludźmi.
Czy nowe interfejsy zapewniają pacjentom inne opcje?
- Tak, pomagają wyeliminować różne zaburzenia czucia. Na przykład osoba sparaliżowana przestaje odczuwać sparaliżowane części ciała, zamiast tego pojawia się ból fantomowy. Stymulując mózg z jednej strony możemy sztucznie wywołać utratę czucia, z drugiej zaś usunąć ból fantomowy, który również wiąże się z zaburzeniami funkcji organizmu.
Film promocyjny:
Idąc dalej, możesz sobie wyobrazić, że w pewnym momencie te interfejsy pomogą poprawić funkcjonowanie mózgu, nawet u zdrowych ludzi.
Są już firmy, które mówią: „Połączymy Cię z grą wideo” i tak dalej. Oczywiście jest to oszustwo, ponieważ nie rejestrują rzeczywistych sygnałów mózgowych, ale rejestrują inne sygnały związane z ruchem ciała lub aktywnością miograficzną mięśni twarzy.
Ale do tego możesz dążyć. Póki co taka „poprawa mózgu” nie jest konieczna dla zdrowego człowieka, ale mogę sobie wyobrazić w przyszłości sytuację, kiedy modne będzie posiadanie implantu, podłączenie go do gadżetów i jakoś z niego skorzystam.
Nie sądzisz, że to straszne?
- Tak, jest w tym pewne niebezpieczeństwo, a teraz o tych pytaniach myślą filozofowie i etycy. Ale jak dotąd opracowanie i wdrożenie takich implantów to odległa perspektywa, nawet nie jutro, ale pojutrze.
Czy badania nad interfejsem mózg-komputer mogą dać impuls do rozwoju robotyki?
- Wybitny fizyk Richard Feynman lubił mawiać: „Zacznę coś rozumieć dopiero wtedy, gdy będę mógł”.
Łatwo jest opisać, jak działa interfejs - łączymy go z mózgiem, przywracamy funkcje motoryczne i tak dalej. Wszystko jest jasne i zrozumiałe. Ale wprowadzenie tego w życie to zupełnie inna sprawa.
Pojawiają się zupełnie nowe wyzwania dla robotyki. Powiedzmy, jak stworzyć egzoszkielet dla sparaliżowanego pacjenta.
Obecnie całkowicie sparaliżowanego pacjenta nie można jeszcze umieścić w egzoszkielecie. Robotyka nie jest jeszcze na to gotowa - człowiek jest zbyt ciężki i bardzo trudno jest zrównoważyć jego ciężar w pozycji wyprostowanej.
Ale są już egzoszkielety dla pacjentów ze sparaliżowanymi nogami, używają kul podczas chodzenia i są doskonale zrehabilitowani. Podczas chodzenia taki pacjent jest na zewnątrz prawie nie do odróżnienia od osoby zdrowej. I widzimy, jak w rozwiązaniu tego problemu zbiegają się różne dyscypliny naukowe, dając sobie impuls do rozwoju, pożytecznej i wzajemnie korzystnej wymiany.