Человек-машина: миф или реальность?

На модерации Отложенный Киберковбои из романов Гибсона через какое-то время перестанут казаться фантастическими персонажами. Современный уровень разработки прямых интерфейсов таков, что обсуждается уже не возможность подключения человека к компьютеру, а то, как именно и кто первый сможет сделать такое взаимодействие полноценным.
Нейроимплантаты, которые еще 20 лет назад казались литературным приемом, а пять лет назад — в «Матрице» — ярким кинематографическим образом, за последнее десятилетие перешли в разряд перспективных исследований. Если врачи уже всерьез обсуждают управление искусственными конечностями, доступное инвалидам, так, может быть, и превращение мозга в огромный винчестер тоже станет реальным раньше, чем мы думаем? 

Сценаристы, фантасты и авторы бестселлеров спешат убедить нас в том, что именно так и будет. Тема предрекаемой футурологами «сингулярности» продолжает рассуждения, начатые Рене Декартом еще в XVII веке. Личность — это тело и душа? Или одна душа? Если так, добавляют современники, можно ее «скопипастить» после смерти тела? 

Если же ограничиться для начала «меньшими» запросами — получится когда-нибудь усилием мысли скачать «Братьев Карамазовых» или программу по угону мотоцикла? 

Может, такая постановка вопроса и ненаучна, но наука всегда продвигалась вперед именно благодаря простому житейскому любопытству, так что нейрофизиологи не против об этом порассуждать. Авторы ноябрьского номера журнала Scientific American находят свежие точки зрения на наивные вопросы: «Как насчет того, скажем, чтобы подключить к гиппокампу (это участок мозга, отвечающий за формирование памяти) Google или «Википедию»?» 

Ответ ученых уклончив — теоретически они могут представить устойчивые связи между интерфейсом работы с данными и нейронами. По крайней мере законы биологии этого не запрещают. Но чтобы перевести текстовый файл на тот язык, который связывает цепи нейронов, нужно хотя бы приблизиться к его пониманию. И тут неизбежно приходится говорить о моделировании мозговой деятельности. 

Главное препятствие на этом пути — чисто технологическое: не хватает уровня точности для реализации необходимых исследований. Во-первых, есть классическое оборудование. Грубо говоря, та плавательная шапочка с электродами, которую мы так часто видели в научно-фантастических фильмах. Нильс Бирбауэр, профессор Тюбингенского университета, ведущий разработчик этой технологии, полагает, что вполне реально определить, какие участки мозга отвечают за то или иное понятие. Определив локацию понятия и послав в эти нейроны раздражающий сигнал, можно активировать воспоминание. Так он представляет первые подступы к этой проблеме. 

Оценки будущего этой технологии у его коллег менее оптимистичны. Не всё так просто, сомневаются они. Во-первых, никто не может гарантировать полную идентичность локации понятий у разных людей, и тем более у носителей разных языков. Во-вторых, потребуется куда большая точность, чем у имеющегося сейчас в распоряжении ученых оборудования. Филипп Р. Кеннеди со своими сотрудниками создали устройство, которое приближается к порогу искомой точности. Оно фиксирует выходные данные нейронов и в состоянии интерпретировать их как, скажем, звук. Звук в свою очередь тут же синтезируется соответствующей программой. Со временем эта исследовательская группа надеется продвинуться до синтеза речи — и такая система будет просто незаменима, например, для парализованных людей. 

Джун Ли из Канзасского университета намерен достичь значительно большего, если использовать оптоволокно наномасштабов (до 100 нм в диаметре), подключенное уже к отдельным нейронам. Такая точность позволит бороться с болезнью Паркинсона, депрессией, управлением протезами и даже разминкой мышц астронавтов во время длительных полетов. 

Наконец, это оптоволокно — как раз то, что понадобится, чтобы выучить язык. Или хотя бы загрузить французский разговорник перед командировкой. Правда, помимо оборудования потребуется гораздо более глубокий анализ нейрокода. Сейчас исследования ведутся только на отдаленных подступах — накапливаются данные о частотах сигналов, проходящих через нейроны. 

Самые торопливые исследователи склонны предлагать и самые радикальные методы: если расшифровка сигналов гиппокампа — это такое длительное занятие, то отчего бы не заменить его на микросхему? На крысах этот вариант уже отработан исследователями из Университета Южной Калифорнии и Университета Уэйк Форест. Эти эксперименты могут оказаться важнейшим шагом на пути к преодолению болезни Альцгеймера. Правда, несколько настораживает участие в разработках Агентства по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США. А результаты, которые можно получить с помощью этой разработки, вызывают сильное дежавю. 

Когда удастся расшифровать коды какой-либо простейшей фразы, то конвертация, к примеру, руководства по управлению боевым вертолетом станет только вопросом объема вычислительных ресурсов. Чем тогда действительность будет отличаться от классической сцены «Матрицы», в которой такое руководство Тринити получает по сотовому телефону, — вопрос риторический. И это не шутка — нейрофизиолог, участвующий в проекте, признался, что министерство обороны любит называть в качестве примера текста для кодирования «Летные инструкции для истребителя F-15». 

Сомнений в эффективности подобных методов, надо признать, немало. Типичные вопросы задает Генри Маркрэм, руководитель нейрофизиологических исследований и разработок в Федеральном технологическом институте Швейцарии в Лозанне: «Только записав много сигналов и сопоставив их с конкретными действиями, ничего не добиться». Пока человек остается человеком, он «может получать один и тот же результат разными методами». Пока существует многозадачность, этот метод исследований нейросигналов безрезультатен. 

Маркрэм предлагает грандиозный проект по моделированию мозга, своеобразный реверс-инжиниринг с молекулярного уровня и далее до клеточного. Ближайшая цель — действующая модель мозга крысы, но, конечно, в перспективе возможна работа над человеческим мозгом. Только это будет работа, для которой потребуются вычислительные ресурсы, тысячекратно превышающие возможности современных суперкомпьютеров (впрочем, и это вопрос ближайших 10 лет). 

Пока нейрофизиологи сходятся на том, что закачать в мозг учебник перед экзаменом или отчет перед выступлением еще не получится, потому что, как считает Джон П. Донахью из Университета Брауна, «это очень и очень непохоже на то, как записываются данные, скажем, на винчестер. Там копируются байт за байтом, а взаимодействие с памятью должно идти по множеству каналов одновременно на очень обширном участке нервной системы». 

Пока, во всяком случае, запись данных в память остается художественным вымыслом. Но это не умаляет важности разработок интерфейсов «мозг — компьютер», не теряет значения. Донахью предсказывает, что через пять лет парализованные, получив один из тех протезов, что он разрабатывает сегодня, смогут сами взять стакан и выпить воды. Игра уже стоит свеч. 

Исследования нейроимплантатов и симуляторов мозга, судя по осторожным прогнозам ученых, могут и не исполнить мечты научных фантастов о мозге-винчестере. Но перемены, которые они принесут в самые разные области жизни — в педагогику, медицину, военное дело, наконец, — будут, бесспорно, намного более важны практически, чем киберпанковские рассказы о флеш-микросхеме в черепе.

Иван Люков