«Москвич Mag» поговорил с одним из экспертов документального фильма «Чип внутри меня», профессором Центра нейробиологии и нейрореабилитации Сколтеха Михаилом Лебедевым, и узнал, как силой мысли заставить двигаться протез, как выращивают в пробирке мозг и можно ли при помощи электрода и беспроводного интерфейса заставить человека выполнять приказы или сделать всех людей совершенно счастливыми.

Премьера картины режиссера Юлии Киселевой о жизни людей, прошедших через операции по установке жизненно необходимых имплантов, в том числе и в мозге, состоялась в июне в онлайн-кинотеатре Kion.

Зачем вживляют чипы в человека? 

В медицине конкурируют две ветви — фармацевтика, которая утверждает, что все можно вылечить препаратами, и электроцевтика, которая все лечит электродами через электрическую или оптическую стимуляцию различных отделов организма.

Еще в 1960-е, когда начались нейрофизиологические исследования на животных (им стали вставлять в мозг электроды для записи сигналов), ученые подумали, а не оставить ли этот электрод надолго, чтобы наблюдать, как изменяется активность в зонах мозга на протяжении многих дней. Так появилась идея чипа в голове. Наибольшую популярность она начала приобретать в конце 1990-х, когда начала развиваться тема нейроинтерфейса — системы, которая, подключившись к мозгу, считывает некие сигналы, может управлять внешними устройствами и посылать сигналы обратно в мозг. В эту систему входят электрод, усилитель, компьютер и экзоскелет или протез конечности, если речь идет о парализованном человеке. При помощи нейроинтерфейса человек может заставить протез выполнять различные движения.

А что человек должен делать, чтобы через нейроинтерфейс заставить протез двигаться? Думать определенным образом?

Да, сначала нужно напряженно думать. Обучение проходит с использованием примеров совершаемых движений: человеку показывают движение протеза, а он должен представлять, что он сам им двигает. В мозгу в это время возникают определенные сигналы, и алгоритм может их распознать, чтобы научиться переводить команду мозга в движение внешнего устройства.

Сначала получается плохо, но со временем умный алгоритм подстраивается, и человек может управлять искусственными конечностями так же легко, как собственными.

На что похож чип?

Они бывают разные. Это либо электрод, либо пластина, лежащая на поверхности мозга, есть даже нейропыль, которая представляет собой мельчайшие частички, способные общаться с внешним устройством при помощи ультразвука. Эти технологии сейчас активно развиваются.

Например, у больных Паркинсоном глубоко в мозге имплантирован длинный 15-сантиметровый электрод для стимуляции, он вживлен пожизненно. Батарейка для него зашивается в тело, и ее надо время от времени менять, если, конечно, не используется индуктивная подзарядка.

У эпилептиков электрод располагается на поверхности мозга и блокирует эпилептическую патологическую активность, и это реальная альтернатива операциям на мозге по удалению эпилептических очагов.

Людям с проблемами слуха ставят кохлеарный имплант.

В идеале мы можем наполнить тело человека мельчайшими сенсорами, которые будут мерить различные параметры, скажем, состояние сосудов, что было бы полезно, например, для предотвращения инсультов или инфарктов.

Бывают ли отторжения чипа после имплантации?

С электродами есть большая проблема, человеческий организм нередко пытается отторгнуть чужеродное тело. Если взять подход Илона Маска, то он хочет поместить в мозг много маленьких электродов, но как только электроды попадают в мозг, он их распознает и начинает защищаться. Нейроны не любят электроды, и биосовместимость — одна из самых больших проблем.

Один ученый, Филипп Кеннеди, предложил для решения этой проблемы использовать в качестве материала чипов не металл или полимеры, как у Маска, а нейротрофический электрод, в котором находится белок NGF (фактор роста нервов). NGF не отталкивает, а, наоборот, привлекает отростки нейронов. Но эта отличная идея имплантировать то, что любят нейроны, почему-то пока не получила поддержки у научного сообщества.

Сейчас исследуют возможность проникать в мозг через кровеносное русло, когда в сосуд вводят электрод, и он размещается минимально инвазивно. Кроме того, электрод, вставленный в сосуд, находится вне ткани мозга, так как мозг защищен от сосудов гематоэнцефалическим барьером. Что тоже снижает риск отторжения или воспаления.

Как управляются чипы?

Беспроводным способом, и это хорошо для человека. Раньше, чтобы перепрограммировать чип, надо было снова лезть внутрь пациента.

Но в удобстве беспроводных технологий таится и опасность, поскольку наличие беспроводного интерфейса открывает дорогу хакерам. Если чип в головном мозге, то не исключено, что каким-то образом хакеры могут получить контроль над человеком. Если говорить о глубокой стимуляции мозга паркинсонников, то там электрод довольно близко расположен к областям, ответственным за мотивацию, и хакер может попробовать получить контроль, запуская стимуляцию только в случае выполнения человеком каких-то действий. Но для человека это пока только в теории. Крыс удалось превратить в биоавтомат, и ими управляли с пульта, они следовали приказам экспериментатора. С человеком будет сложнее, потому что человек и больше думает, и сложнее устроен, но теоретически такое воздействие возможно.

Будет человек с протезом шевелить им во сне или возможны только осознанные движения во время бодрствования?

У людей парализованных или потерявших конечность остается ощущение фантомной конечности, и да, во сне, если протез на спящем, он сможет им двигать. И такой сон во время обучения тому, как управлять через нейроинтерфейс, тоже может быть полезен, так как навыки, полученные днем, будут закрепляться. Существует множество теорий сна, и одна из них состоит в том, что во время сна проигрывается то, что с нами происходило днем, и если информация важная, то она запоминается.

Это было доказано экспериментом с крысами, которые днем бегали по лабиринту, и у них нейроны активизировались в определенной последовательности, а ночью эти же нейроны активизировались, но проигрывали последовательность гораздо быстрее. У человека так же, но сложнее.

Раз мы заговорили про сны, то не могу не спросить, что нейронаука говорит по поводу вещих снов?

Наука на то и наука, что ей все надо проверить. Насколько я знаю, экспериментов с людьми, видящими вещие сны, которые потом сбываются, не было. Но я думаю, что если такие исследования и будут, то они докажут, что никакого ясновидения не существует.

Почему люди видят кошмары?

Мозг состоит из большого количества систем: кора больших полушарий, подкорковые области, разные зоны, все они соединены. Ночью спит не мозг целиком, а много разных систем. Существует система, которая отвечает за эмоции (как позитивные, так и негативные), и если у человека был стресс днем или в этой системе образовался очаг активности, то может присниться кошмар.

В сериале «Теория Большого взрыва» нейробиолог Эми Фарра Фаулер утверждала, что, правильно разместив в мозгу электрод, можно превратить жизнь человека в вечный кайф. Это реально сделать?

Был проведен знаменитый эксперимент над крысами, которым в области мозга, отвечающей за счастье, вставляли электрод, и потом они могли себя сами стимулировать, нажимая на педаль. Такие крысы только и делали, что стимулировали себя, пока не падали в изнеможении.

С людьми подобные эксперименты проводили давно, но сейчас не проводят из-за этических соображений. Эта сфера мало исследована, да и человек устроен значительно сложнее крысы. Я бы не стал делать утверждения, что можно осчастливить все человечество. Но то, что при помощи электростимуляции можно подавлять депрессивные состояния и улучшать настроение, это правда. Часто бывает, что электрод, который вставляют людям по медицинским показаниям, заодно вызывает приятные ощущения.

А бич нашего времени деменция лечится при помощи чипов в мозгу?

Для предупреждения деменции нужно тренировать мозг, пользоваться его пластичностью, чтобы он лучше работал. И улучшать кровообращение. Можно использовать нейроинтерфейс, мы сейчас разрабатываем нейроинтерфейс на основе запахов. За их обработку отвечает древнейшая система мозга, которую мы редко в жизни используем. Это мощный вход в мозг, который позволяет его моделировать и улучшать происходящие в нем процессы. Мы думаем, что именно запахи подходят для поддержания активного долголетия. Если пожилой человек будет тренировать свое восприятие запахов и думать над ними, то это мозг точно взбодрит. Во время эксперимента подается запах, мы наблюдаем, как человек реагирует, и выделяем определенный сигнал мозга. Вся восточная ароматерапия вполне себе рабочая штука.

От чего зависит, умный человек или нет?

Количество нейронов важно, но на ум влияет не столько оно, сколько то, как нейроны соединены. У слона огромный мозг, но человек все же умнее. А у людей за ум во многом отвечает генетика. Как генетически кодируется сложная схема мозга, до сих пор малопонятно, поэтому нельзя однозначно сказать, почему одни люди талантливы в одном, а другие в другом.

Есть слепая зона в мозге по аналогии с водителем? Может ли мозг по этой причине упускать что-то очень важное?

У нас полно слепых зон. Например, то, что вы видите комнату и предметы в ней — иллюзия, реально вы видите лишь небольшую часть прямо перед собой, а остальное записано на вашу зрительную память. Вся работа нашего мозга в той или иной степени построена на внимании. Используя то, куда направлено внимание человека, его можно обманывать.

Есть знаменитое видео, где студенты играли в баскетбол, а зрителю сказали считать пасы. Одновременно на поле стала прогуливаться горилла, но зритель ее не видел, так как внимание было приковано к мячу. Были эксперименты, когда на тренажере опытный пилот сажал самолет, его внимание отвлекли, и он не заметил, как сел на фюзеляж другого самолета. Этим же приемом пользуются фокусники.

Говорят, что люди, которым от доноров пересадили какие-то органы, перенимали привычки доноров. Например, после пересадки сердца от молодого байкера женщина средних лет полюбила пиво, которое раньше не пила. Такое возможно?

«Кто уплетет его без соли и без лука, тот сильным, смелым, добрым будет вроде Кука!» Конечно, не совсем так, но полностью отрицать не буду. Все человеческие органы очень сильно интегрированы в нервную систему, нервная система не только в мозге, а во всем теле, и все тело в целом определяет то, кто мы есть. И новый орган оказывает влияние на весь организм, если не через нервные окончания, то гуморально.

А мозг в пробирке, как другие органы, можно вырастить?

Да, такие системы, напоминающие мозг, выращивают, и это одно из направлений: смотрят на такую культуру и используют ее как модель мозга. Культуры проще исследовать и проще подсоединять к различным нейронам.

А как происходит работа мозга? Мое «я» решает, что надо двинуть рукой или ногой, и потом мозг дает команду или, наоборот, мозг управляет моим «я»?

Это вопрос философский. С точки зрения науки вами управляет мозг. И он, как сложный компьютер, обладает некоей собственной волей, может планировать и принимать решения. А откуда берется ваше субъективное ощущение, науке неизвестно, хотя теорий на этот счет есть множество. Взаимоотношение с душой (под душой я имею в виду сознание, наш некий субъективный мир) — материя темная.

Фото: Александр Лепешкин